發(fā)布日期:2024-10-01 來源: 網絡 閱讀量()
科技日報訊(記者張佳欣)受人類骨骼堅硬外層結構的啟發(fā),美國普林斯頓大學工程師開發(fā)出一種新型混凝土,能抵抗開裂和突發(fā)性破壞,抗損傷能力比普通混凝土高出5.6倍。相關論文發(fā)表于新一期《先進材料》雜志。 在開發(fā)這種新型混凝土時,研究人員從人類密質骨中獲得了靈感。這種人類股骨的致密外殼,由被稱為骨單位的橢圓形管狀結構組成。其形狀和排列方式能在這些骨單位周圍分散裂紋,防止它們在受到沖擊時斷裂。 為了澆筑這種仿生混凝土,研究人員用聚乙烯醇3D打印了一個管狀模板模具。然后,他們將橡膠倒入模具中制作出該模板的底片。最后,他們將橡膠溶解以形成聚氨酯硅模具,并用它來澆筑混凝土博魚中國官方入口。 憑借巧妙的仿生設計,新型混凝土的空心管可“捕捉”裂紋并阻止其進一步擴展。這與通過向混凝土中添加纖維、塑料等材料來增強其強度的方法截然不同。新方法能夠控制每個裂紋的擴展使得材料不會一次性全部斷裂,并能承受漸進性損傷,使材料變得更加堅固。 研究人員進行了三點彎曲測試和單邊缺口彎曲測試。他們使用2毫米厚的金剛石鋸片和剃刀在混凝土上切出缺口,并多次重復該過程,以收集有關材料斷裂韌性的數據。結果表明,新型混凝土抗損傷能力比普通混凝土高出5倍以上。這不僅意味著建筑物更加安全,還可減少混凝土生產,對環(huán)境保護大有裨益。