Keşif osteoporoz tedavisine yol açabilir
NSF tarafından finanse edilen Araştırmacılar, kemiğin iç yapısının görünüşte küçük olan yönlerinin aşınma ve yıpranmaya dayanacak şekilde nasıl güçlendirilebileceğine dair yeni bir keşifte bulundular; bu bulgu, osteoporozdan mustarip hastalara yardımcı olabilir. Ayrıca, havacılık endüstrisi için daha dayanıklı, hafif malzemelerin yaratılmasına da yol açabilir.
Takımın kağıdı, “Kemikten İlham Alan Mikromimariler, Geliştirilmiş Yorulma Ömrü Elde Eder” dergisinde yayımlandı. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
Cornell Üniversitesi Christopher Hernandez liderliğindeki araştırmacılar, bir üretan metakrilat polimerinden yapılan kemikten ilham alan bir malzeme üretmek için bir 3D yazıcı kullandılar ve ardından dayanıklılığını test ettiler. Araştırmacılar, iç çubuk benzeri payandaları güçlendirerek malzemenin yorulma ömrünü 100 kata kadar artırmayı başardılar.
Onlarca yıldır osteoporoz üzerine çalışan bilim adamları, kemiklerin yapısını analiz etmek ve güçlü ve zayıf noktaları belirlemek için X-ışını görüntülemeyi kullandılar. Yoğunluk, genellikle kemik kuvvetiyle bağlantılı olan ana faktördür ve bu kuvveti değerlendirirken, çoğu araştırmacı bir kemiğin tek seferde ne kadar yük kaldırabileceğine bakar.
Ancak Cornell bilim adamları, uzun vadeli yorgunluk ömrü veya bir kemiğin kırılmadan önce kaç yükleme döngüsüne dayanabileceği ile ilgileniyorlar.
Hernandez, “Malzemenin yorulma özelliklerini anlamanın en iyi yolu, arabanızda sık sık kırılan bir parçayı düşünmektir, bu yüzden onu tamirhaneye götürmeniz gerekir,” diyor. “Peki, neden kırıldı? Yeterince güçlüydü, çünkü aylarca, yıllarca işe yaradı, gayet iyi. Ama on milyonlarca döngüden sonra kırıldı. 150 yıldır malzemeler ve yaptığımız her şeyin tasarımına gömülü. Ancak çok fazla insan kemik üzerinde bu tür bir çalışma yapmamıştı.”
Araştırma, NSF’nin Mühendislik Müdürlüğü tarafından finanse edilmektedir.