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Biomimicry empregado por investigadores do MIT Nanotechnology A natureza dá uma lição no projeto do armor Tragar do Eve Instituto para o soldado Nanotechnologies Liberação de imprensa do MIT Setembro 21, 2005 O oceano é um ambiente perilous para uma criatura macia-bodied como um caracol do mar, assim que a natureza dá-o que um avançado nanostructured o sistema do armor que é duro e forte contudo o pêso leve. Chamou um escudo. Em uma introdução upcoming do jornal dos materiais pesquisa, professor Christine Ortiz do departamento da ciência e da engenharia de materiais, professor Mary Boyce do departamento da engenharia mecânica e do estudante doctoral Benjamin Bruet do relatório de ciência dos materiais seus resultados. Mostram que a natureza é certamente um nanoengineer perito.
Nacre é composto de dois materiais relativamente fracos: 95 por cento de carbonato de cálcio, um biopolymer flexível frágil cerâmico, e de 5 por cento. Estes materiais são organizados em uma estrutura do "tijolo-e-almofariz" com os milhões de placas cerâmicas, cada alguns mil nanômetros no tamanho, que é empilhado no alto de se como rolos de moedas. Cada camada de placas é colada junto por camadas finas do biopolymer. A equipe do MIT focalizou seus estudos em regiões nanômetro-feitas sob medida pequenas das placas minúsculas individuais. "Mesmo que o carbonato de cálcio é muito fraco e frágil no seus próprios, um pode começar aumentos enormes no toughness com o projeto em escalas multiple-length," disse Ortiz. A "compreensão de como o material é projetado e as funções nas escalas do pequeno-comprimento serão críticas a aprender como criar compostos sintéticos biomimetic resistentes." Substituindo os blocos de edifício fracos do nacre com os materiais mais fortes -- em um projeto similar -- tem o potencial render uns compostos muito mais resistentes para o uso em sistemas do armor ou em aplicações estruturais como os painéis do automóvel ou as asas planas. A equipe do MIT começou seus estudos experimentais pela imagem latente que as placas minúsculas cortaram do nacre do niloticus de Trochus, um caracol do mar, usando um instrumento poderoso chamado um microscópio atômico da força. Encontraram que cada placa individual teve seu próprio nanostructure complicado e estêve dividida também como uma torta em setores separados, com os feixes cilíndricos que funcionam com a espessura das placas, uma superfície fina de nanosized as colisões, chamadas os nanoasperities, que foram organizados mais mais em grupos, e as moléculas do biopolymer, only aproximadamente 1 nanômetro na altura, atravessando sobre e limite à disposição montanhosa dos nanobumps. Usaram então diamante-sondam a ponta somente alguns cem nanômetros no tamanho no departamento do laboratório da tecnologia de Nanomechanical da ciência e da engenharia de materiais ao impulso na superfície de uma placa individual (uma técnica chamada nanoindentation) quando "sentindo" a força que resultou. "Eu fui surpreendido encontrar que as tabuletas eram ambas extremamente duras e fortes nestas escalas do comprimento e que resistiram a formação e a propagação frágeis da rachadura mesmo em forças exceedingly elevadas," disse Bruet. Embora os cientistas estudem as propriedades do nacre no macroscale e no microscale, Ortiz diz que pouco é sabido muito sobre seu comportamento no nanoscale, que é onde a estrutura e as propriedades ajustam a fundação para o comportamento total do material. A equipe está estudando atualmente as forças da adesão do nanoscale que existem entre as placas cerâmicas e o biopolymer flexível no nacre, as well as as propriedades nanomechanical da única molécula do biopolymer. Esta pesquisa pode verter a luz na pergunta longstanding de como criar relações duráveis nos compostos sintéticos que podem suportar forças elevadas em ambientes da água. O grupo de Ortiz está estudando também o nanostructure e as propriedades nanomechanical de outros materiais naturais, tais como o osso e o cartilage. A "natureza usa princípios estruturais do projeto do nanoscale produzir materiais com propriedades mecânicas superiores," disse Ortiz. "Em muitos aspectos, os coordenadores humanos têm para conseguir ainda a mesma habilidade. Entretanto, como os métodos do nanotechnology avançam, a criação do nacre artificial -- e outros tipos dos armors high-performance -- está tornando-se um objetivo mais e mais realístico." [um erro ocorreu ao processar esta diretriz orientadora] Esta é uma liberação de imprensa do MIT. O original apareceu Sept. na 20 2005 na natureza dá uma lição no projeto do armor Propagandas |
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