ساخت فولاد با الهام از استخوان ها برای افزایش مقاومت سازه ها

قطعاً ابداع نوعی فولاد جدید که با الهام از ساختار استخوان ها ساخته شده باشد، می تواند سازه های فعلی را مقاوم تر کرده و به کاهش هزینه ها کمک شایانی کند. این ماده تازه، بسیار مقاوم تر از آن چیزی است که محققان تا پیش از این تصور می کردند و شاید از قابلیت ترمیم ترک های خود نیز بهره مند باشد.

برای ساخت نوعی ماده مستحکم تر از فولاد، محققان درباره ساختار استخوان ها تفکر کردند که موادی سبک وزن هستند اما مقاومت خوبی در برابر شکستگی از خود نشان می دهند. دلیل این استحکام، اتصال استخوان ها به کمک الگوها و اتصالات مختلف به یکدیگر است که مقاومت آن ها را در برابر انواع فشار افزایش می دهد. بنابراین محققان فولادی را مهندسی کرده اند که می تواند به همین شکل طراحی شود.

انسان ها از فولاد در سازه ها و زیرساخت های متعددی، از قطارها گرفته تا هواپیماها استفاده می کنند. فولاد ماده ای رایج است اما مقاومت پایینی دارد و بعد از مدتی ممکن است دچار ترک هایی شود که در نهایت، به شکستگی ماده منجر می گردند. اما نیازی به نگرانی نیست؛ چرا که سازندگان سازه های مختلف دقت زیادی به هنگام استفاده از فولاد از خود نشان می دهند و همین مسئله، منجر به افزایش هزینه های ساخت آن شده است.

دقیقاً به همین خاطر است که محققان به ساخت فولادی با مقاومت و دوام بیشتر روی آورده اند و آن را به شکل لایه ای ساخته اند. در این صورت، به هنگام ایجاد ترکی روی یکی از لایه ها، احتمال دارد که این ترک و حفره به سایر لایه ها منتقل نشود. ضمناً هر بخش از لایه ها، سختی متفاوتی از خود نشان می دهد و به صورت کل، مقاومت ماده را بیش از پیش بالا می برند.

بدیهی است که هنوز امکان آزمایش این ماده جدید در دنیای واقعی وجود ندارد؛ چرا که ریسک خطر آن می تواند بسیار بالا باشد. اما محققان این فولاد را با سایر نمونه ها سنجیده اند و پی برده اند که بیشترین مقاومت را در برابر ترک های مایکرو بعد از استفاده مداوم داشته است. ناگفته نماند که در نهایت، این ماده از فولاد معمولی گران قیمت تر خواهد بود، اما از آن جایی که مقدار اندکی از آن کارایی بیشتری در برابر فولاد دارد، می تواند در نهایت به کاهش هزینه ها منجر گردد.