Materialwissenschaft
Tiefsee-Schwamm inspiriert superstarke Gitterstruktur für das Ingenieurwesen
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Ein Team von Ingenieuren des RMIT Centre for Innovative Structures and Materials nutzte Biomimikry, um eine superstarke Gitterstruktur zu entwickeln, die im Vergleich zu herkömmlichen, wabenbasierten Optionen eine verbesserte Leistung bietet.
Inspiriert vom Tiefsee‑Schwamm, dem Venusblumenkorb, nutzt das Design Millionen von Jahren Evolution, um Auxetizität, Steifigkeit und Energieabsorption zu optimieren. So könnte diese ultra‑starke Gitterstruktur der Schlüssel sein, um die nächste Generation von Gebäuden, medizinischen Verfahren und vieles mehr zu ermöglichen.
Verständnis von auxetischen Materialien
Um die Bedeutung dieser Entwicklung zu erfassen, ist es wichtig, die entscheidende Rolle zu verstehen, die auxetische Materialien sowohl in natürlichen als auch in künstlichen Anwendungen spielen. Diese Materialien unterscheiden sich von herkömmlichen Gegenständen, die bei Druck zusammengequetscht oder bei Zug gedehnt werden.
Stattdessen zeigen auxetische Materialien bei Druck eine seitliche Kontraktion. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, bei denen es darauf ankommt, Aufprallenergie effektiv zu absorbieren und zu verteilen. Bemerkenswerterweise gibt es natürliche Formen auxetischer Materialien, wie etwa Sehnen, und künstliche Beispiele, wie Herzstents, die sich an den Gefäßdruck anpassen müssen.
Die Evolution auxetischer Designs
Im Laufe der Jahre wurde viel F&U in die Entwicklung der effektivsten auxetischen Materialien investiert. Zu den aktuellen Designs gehören chirale Strukturen, sternförmige Waben, rotierende starre Körperstrukturen, Mehrmaterial‑Auxetika und re‑entrant Waben. Von diesen Optionen sind re‑entrante hexagonale Waben die prominentesten.
Die re‑entrante hexagonale Wabe: Ein traditioneller Ansatz
Das Design der re‑entranten hexagonalen Wabe wurde von den Waben in Bienenstöcken inspiriert. Es wurde 1982 entwickelt und verfügt über diagonale Rippen, die sich bei Druck nach innen verschieben und das Design versteifen.
