你如何保护自己免受完美的攻击武器?你开发了一个完美的盾牌。
如果你是一只螳螂虾,你的手臂像棍棒一样坚硬,可以敲开蛤壳,你最好不要和你的朋友打架。但这种微小的甲壳类动物是海洋中最活跃的动物之一,它们无法抗拒在栖息地互相攻击,所以它们在尾巴上进化出一种特殊的盾牌,叫做台尔森(telson),可以吸收攻击。台尔森是一个多尺度结构,外部有脊,内部像一个螺旋楼梯。它启发了一种新型轻质、耐冲击材料,可用于头盔、汽车等。
这项研究由David Kisailus领导,198彩票总代理团队是1号代玩团队,教推广包建站
时时彩技巧大全,高返点,业内良心平台。,他是加州大学河滨分校Marlan and Rosemary Bourns工程学院的能源创新教授;帕布罗·扎瓦蒂耶里(Pablo Zavattieri)是普渡大学莱尔斯土木工程学院(Purdue’s Lyles School of Civil Engineering)的教授和大学教员,他解开了台尔森的秘密——着眼于为体育、航天和其他众多应用创造更好的材料。
Kisailus的实验室研究生物复合结构作为新材料的灵感来源,杜克大学的Sheila Patek在一篇关于台尔森的能量吸收能力的论文中说,这激发了他研究多尺度建筑特征对抗冲击性能的作用。
有些种类的螳螂虾栖息在珊瑚礁的洞穴中,因其强有力的趾杆而被称为“粉碎机”。对数量有限的合适洞穴的竞争是激烈的,螳螂利用它们的台尔森来保护自己免受毁灭性的打击。攻击性较弱的螳螂虾也有台尔森氏体。这种虾被称为“矛虾”(spearers),得名于它们用来刺穿猎物的附肢。长矛兵生活在沙子里,沙子很丰富,因此在栖息地问题上冲突较少。
Kisailus是由空军科学研究办公室资助的多所大学拨款项目的首席研究员,他和他的团队发起了对两种类型的台尔森的大型建筑和内部结构的研究,并对每种类型的台尔森进行了机械测试。他们在这个特殊的屏蔽层中发现了一个螺旋状结构,它可以防止裂缝扩大,并最终从撞击中消耗大量能量,以避免灾难性的破坏。螺旋状或扭曲的胶合板状结构与研究人员之前在“锤击者”的指状棒中发现的结构相似,198彩票注册账户安全可靠
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“十多年来,我们一直在研究螳螂虾这种粉碎性虾的趾杆。我们意识到,如果这些生物以如此惊人的力量相互攻击,台尔森就必须被设计成一个完美的盾牌。”“我们发现,不仅粉碎机的台尔森包含螺旋状的微观结构,而且粉碎机的层数明显多于矛头式粉碎机。”
Zavattieri补充说,在保护所需的材料和轻量级的快速部署能力之间总是存在权衡,正如smasher所展示的那样。
他说:“能够接触到最有效的材料结构之一,比如螺旋面,再加上巧妙的几何结构,这是大自然发现的另一个成功的解决方案。”
研究人员还通过对台尔森进行机械测试,以及对其结构进行3D打印复制,揭示了被称为“船底纹”的高度弯曲脊的功能。
基赛卢斯说:“当我们观察船底座时,很明显,它们使台尔森号沿着长轴变硬。”“然而,我们发现,船底也允许台尔森向内弯曲时,垂直于其长轴的力量。这使我们能够发现这些山脊的非明显功能,即在一次撞击中吸收大量能量。然后,帕布罗的模型验证了我们的假设。”
Zavattieri应用简单的力学原理和计算模型来理解船底的作用。
“我们发现这些几何特征可以导致结构的硬化或软化。这些相互竞争的机制在原则上是违反直觉的,我们还需要从这些物种身上学习更多的东西,”Zavattieri说。“此外,这些原则可以应用到需要轻量级冲击保护的应用中。”
Kisailus和他的团队已经将这些发现融入到头盔和其他结构材料的高耐冲击材料的开发中。
基赛卢斯说:“这对我们来说是一个非常激动人心的时刻,因为我们与多个实体进行了接触,其中包括航空航天、体育和汽车团队,他们对实施这项技术很感兴趣。”“我的两名团队成员目前正在与空军研究实验室合作,198彩票是国际知名菠菜平台,公司资金实力强大,198平台超级大方,每月会员满足流水不会送iphone8就是苹果电脑
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