Lidské kosti jsou odolné a lehké, mohou pomoci zlepšit proces 3D tisku nových budov

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.

Obrázek: Lidské kosti jsou odolné a lehké, mohou pomoci zlepšit proces 3D tisku nových budov

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

Obrázek: Megakometa v roce 2031 proletí ve vzdálenosti Saturnu, viditelná však nebude
Megakometa v roce 2031 proletí ve vzdálenosti Saturnu, viditelná však nebude
Obrázek: Rychlý a neomezený internet v letadlech? SpaceX jedná s aerolinkami o Starlinku
Rychlý a neomezený internet v letadlech? SpaceX jedná s aerolinkami o Starlinku
Obrázek: Sluchátka jako zdravotní zařízení? Apple AirPods mohou měřit teplotu a nahradí naslouchátko
Sluchátka jako zdravotní zařízení? Apple AirPods mohou měřit teplotu a nahradí naslouchátko
Obrázek: Biosymbiotická zařízení z 3D tiskárny: Nepotřebují nabíjet a měří přesněji než chytré hodinky
Biosymbiotická zařízení z 3D tiskárny: Nepotřebují nabíjet a měří přesněji než chytré hodinky
Obrázek: Jak snadno stáhnout aplikace do mobilu Huawei? Je to čím dál jednodušší
Jak snadno stáhnout aplikace do mobilu Huawei? Je to čím dál jednodušší
Obrázek: Tip z Microsoftu: Jak nainstalovat Windows 11 na PC s nepodporovaným procesorem?
Tip z Microsoftu: Jak nainstalovat Windows 11 na PC s nepodporovaným procesorem?
Obrázek: Jak se připojit k blokovaným zahraničním službám a obsahu? Pomůže VPN
Jak se připojit k blokovaným zahraničním službám a obsahu? Pomůže VPN
Obrázek: YouTube umožní stahování videí na počítačích, má to ale háček
YouTube umožní stahování videí na počítačích, má to ale háček