Deniz süngerleri, yeni nesil gökdelenlere ve köprülere ilham veriyor
Sünger denilince aklımıza yumuşak ve yumuşacık bir şey gelir. Fakat araştırmacılar Harvard Üniversitesi deniz süngerlerinin camsı iskeletlerini, gelecek nesil daha güçlü ve daha uzun binalar, daha uzun köprüler ve daha hafif uzay araçları için ilham kaynağı olarak kullanıyor.
İçinde ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı çalışma yayınlandı Doğa Malzemeleribilim adamları kafes benzeri iskelet yapısının Euplectella aspergillumderin su deniz süngeri, yüzyıllardır bina ve köprü yapımında kullanılan geleneksel kafes tasarımlarından daha yüksek bir mukavemet-ağırlık oranına sahiptir.
Makalenin ilk yazarı Matheus Fernandes, “Süngerin diyagonal güçlendirme stratejisinin, belirli bir miktarda malzeme için en yüksek burkulma direncine ulaştığını bulduk, bu da yapıdaki mevcut malzemeyi yeniden düzenleyerek daha güçlü ve daha esnek yapılar inşa edebileceğimiz anlamına geliyor” dedi. .
Daha önce kapalı bir köprüden geçtiyseniz veya metal bir depolama rafı bir araya getirdiyseniz, çapraz kafes mimarileri görmüşsünüzdür. Bu tip tasarım, uygulanan yükleri eşit olarak dağıtmak için çok sayıda küçük, yakın aralıklı çapraz kiriş kullanır. Geometri, hafif ve ucuz malzemelerden sağlam köprüler yapmak için bir yöntem isteyen mimar ve inşaat mühendisi Ithiel Town tarafından 1800’lerin başında patentlendi.
Fernandes, “Kasaba, bugüne kadar kullanılan kare kafes yapıları dengelemek için basit, uygun maliyetli bir yol geliştirdi” dedi. “İşin yapılmasını sağlıyor, ancak optimum değil, bu da israfa veya gereksiz malzemeye ve ne kadar uzun inşa edebileceğimize dair bir sınıra yol açıyor. Bu araştırmayı yönlendiren ana sorulardan biri şuydu: Bu yapıları nihayetinde daha az malzeme kullanarak daha verimli hale getirebilir miyiz? aynı güce ulaşmak için?”
Neyse ki, cam süngerler, hangi grup E. aspergillum — Venüs’ün Çiçek Sepeti olarak da bilinir — araştırma ve geliştirme tarafında yaklaşık yarım milyar yıllık bir avantaja sahiptir. Boru şeklindeki gövdesini desteklemek için, E. aspergillum sağlam bir dama tahtası benzeri desen oluşturan, altta yatan bir kare ızgara üzerinde kesişen ve bu ızgaraya kaynaşan iki takım paralel çapraz iskelet dikmesi kullanır.
NSF’nin Malzeme Araştırma Bölümü program direktörü Peter Anderson, “Deniz süngerlerinin yapıları yalnızca gökdelenlere ve köprülere ilham vermekle kalmıyor, aynı zamanda üstün mekanik özelliklere sahip hafif, gözenekli malzemelerin keşfini ve geliştirilmesini hızlandırma potansiyeline sahip” dedi.