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वैज्ञानिकों को मनुष्यों को ज्ञात सबसे मजबूत प्राकृतिक सामग्री मिलती है

Anonim

एक नए अध्ययन में पाया गया है कि लिपटे दांत मनुष्यों के लिए जाने वाली सबसे मजबूत प्राकृतिक सामग्री हो सकती है।

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पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया है कि कंकड़ के गोले के साथ छोटे जलीय घोंघा जैसे प्राणियों - जैविक संरचनाओं के साथ दांत इतने मजबूत हैं कि उन्हें भविष्य में कारों, नौकाओं और विमान बनाने के लिए कॉपी किया जा सकता है।

अध्ययन ने परमाणु बल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके अंगों से दांतों के छोटे पैमाने पर यांत्रिक व्यवहार की जांच की, एक विधि जो परमाणु के स्तर तक अलग-अलग सामग्री को खींचने के लिए उपयोग की जाती है।

यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर आसा बारबर ने अध्ययन का नेतृत्व किया। उन्होंने कहा: "प्रकृति उन संरचनाओं के लिए प्रेरणा का एक अद्भुत स्रोत है जिनके पास उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं। हमारे चारों ओर हम जो चीजें देखते हैं, जैसे पेड़, समुद्री जीवों के गोले और इस काम में अध्ययन किए गए दांतों के दांत, प्रभावी साबित हुए हैं वे क्या करते हैं।

"अब तक हमने सोचा था कि स्पाइडर रेशम सबसे मजबूत जैविक सामग्री थी क्योंकि इसकी सुपर-ताकत और संभावित अनुप्रयोगों की वजह से बुलेट प्रूफ वेस्ट्स से कंप्यूटर इलेक्ट्रॉनिक्स तक सबकुछ था, लेकिन अब हमने पाया है कि लम्बे दांत एक शक्ति को प्रदर्शित करते हैं जो संभावित रूप से अधिक है।"

प्रोफेसर बार्बर ने पाया कि दांतों में गोथराइट के रूप में जाना जाने वाला एक कठिन खनिज होता है, जो अंगूठी में बनता है जैसे यह बढ़ता है।

उन्होंने कहा: "लिपेटों को चट्टान की सतहों पर रास्पस के लिए उच्च शक्ति वाले दांतों की आवश्यकता होती है और जब ज्वार होता है तो खाने के लिए शैवाल को हटा दिया जाता है। हमने पाया कि गोथिट के तंतुओं को एक लचीला समग्र संरचना बनाने का सही आकार है।

"इस खोज का मतलब है कि लम्बे दांतों में पाए जाने वाले रेशेदार ढांचे को नकल किया जा सकता है और उच्च प्रदर्शन इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों जैसे फॉर्मूला 1 रेसिंग कार, नौकाओं और विमान संरचनाओं के ढेर में उपयोग किया जा सकता है।

"इंजीनियरों हमेशा इन संरचनाओं को अपने प्रदर्शन या हल्का सुधारने के लिए मजबूत बनाने में रुचि रखते हैं ताकि वे कम सामग्री का उपयोग कर सकें।"

शोध में यह भी पता चला कि अंगूठे दांत एक ही ताकत हैं चाहे आकार क्या हो।

"आम तौर पर एक बड़ी संरचना में कई त्रुटियां होती हैं और छोटी संरचना से अधिक आसानी से तोड़ सकती हैं, जिनमें कम त्रुटियां होती हैं और मजबूत होती हैं। समस्या यह है कि अधिकांश संरचनाओं को काफी बड़ा होना चाहिए ताकि वे जितना चाहें उतना कमजोर हो। इस नियम को तोड़ो क्योंकि उनकी ताकत वही है, चाहे आकार क्या हो। "

सामग्री प्रोफेसर बार्बर का परीक्षण मानव बाल के व्यास की तुलना में लगभग 100 गुना पतला था, इसलिए इस तरह के नमूने को तोड़ने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों को केवल विकसित किया गया है।

उन्होंने कहा: "टेस्टिंग दांत तोड़ने की जरूरत के रूप में परीक्षण विधियां महत्वपूर्ण थीं। पूरे दांत एक मिलीमीटर से थोड़ा कम है लेकिन घुमावदार है, इसलिए ताकत दांत और सामग्री दोनों के आकार पर निर्भर है। हम चाहते थे केवल भौतिक शक्ति को समझने के लिए हमें घुमावदार दांत संरचना से बाहर सामग्री की एक छोटी मात्रा में कटौती करना पड़ा। "

प्रकृति में प्रभावी डिजाइनों के बारे में पता लगाना और फिर इन डिज़ाइनों के आधार पर संरचनाएं बनाना 'बायिंस्पिरेशन' के रूप में जाना जाता है।

प्रोफेसर बार्बर ने कहा: "नई संरचनाओं को डिजाइन करते समय जीवविज्ञान प्रेरणा का एक बड़ा स्रोत है, लेकिन विचार करने के लिए इतने सारे जैविक संरचनाओं के साथ, यह जानने में समय लग सकता है कि कौन सा उपयोगी हो सकता है।"

शोध आज रॉयल सोसाइटी जर्नल इंटरफेस में प्रकाशित किया गया था

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कहानी स्रोत:

पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. आसा एच बार्बर, डन लू, निकोला एम। पग्नो। कठोर दांत में चरम शक्ति देखी गईरॉयल सोसाइटी जर्नल इंटरफेस, 2015 डीओआई: 10.10 9 8 / आरएसआईफ़.2014.1326