Přemýšlet nad kostmi jako nad stavebním materiál v podstatě smysl dává, obzvláště, pokud nad lidským tělem uvažujeme jako nad budovou.

Tým vědců z Cornell University, Purdue University a Case Western Reserve University věří, že studiem interních struktur kostí mohou pomocí 3D tisku vytvořit silnější, odolnější konstrukční materiály.

„Kost je budova,“ vysvětluje úmysly svého týmu profesor Pablo Zavattieri. „Má pilíře, které nesou většinu váhy; a váhu mezi nimi přenáší různé nosníky, stejně jako u staveb. Z kostí se můžeme naučit vytvářet robustnější vytištěné materiály určené pro stavebnictví.“

Není kostra jako kostra

Podle výzkumníky jsou „nosníky“ kostí méně ohebné a silnější, než se dříve domnívali. Tyto části kostí známé jako trabeculae (singulár trabecula, česky také trámečky nebo trámčina) tvoří přirozené vzpěry; ve studii publikované v peer-reviewed magazínu Proceedings of the National Academy of Sciences vědci soudí, že obzvláště horizontální trámečky prodlužují dlouhodobou odolnost kosti.

Na této fotografii vnitřku kosti je krásně vidět ona trámečková struktura. Zvyšuje odolnost kosti stejně, jako by v budoucnu mohla zvyšovat odolnost domů. Zdroj: Daniel Ullrich „Threedots“ – Wikipedia

Věří, že u 3D tištěných polymerů, které by měly obdobnou vnitřní „houbovitou“ strukturu, by mohlo dojít k navýšení odolnosti výsledný staveb. K otestování teorie vytvořil Zavattieriho tým v laboratoři pokusný materiál.

Simulace ukázaly, že čím hustší je systém interních horizontálních „výztuh“, tím déle polymer pod zvýšeným tlakem vydrží. Zhuštění horizontálních výztuh nijak výrazně nezvýšilo celkovou váhu polymerů, tým proto věří, že kostmi inspirované materiály určené ke 3D tisku mohou nakonec vést k lehkým, ale zato měřitelně odolnějším stavebním materiálům, klíčovým k budoucímu tisknutí domovů na průmyslových 3D tiskárnách.

Něco takového je ještě daleko, nicméně to není ani zdaleka poprvé, co se inženýři inspirují lidským tělem. Samo o sobě je totiž velmi odolným strojem, jehož skvěle fungující vnitřní struktura je sice již poměrně dobře prozkoumaná, ale, jak vidno, stále je co objevovat – a objevy poté aplikovat v praxi.

Zdroj: Purdue University