Yeni malzemeler üretmek için termitleri taklit etmek
Araştırmacılar, termitlerin yuvalarını inşa etme şekillerinden ilham aldılar. Caltech doğanın büyüme modellerinde gizli olan temel kuralları taklit eden yeni malzemeler tasarlamak için bir çerçeve geliştirdi. Araştırmacılar, bu kuralları kullanarak, belirli programlanabilir özelliklerle tasarlanmış materyaller oluşturmanın mümkün olduğunu gösterdi.
bu ABD Ulusal Bilim Vakfı– Chiara Daraio liderliğindeki destekli çalışma dergide yayınlandı Bilim. Daraio, “Termitlerin uzunluğu yalnızca birkaç milimetredir, ancak yuvaları dört metreye kadar çıkabilir – bu, bir insanın Kaliforniya’daki Whitney Dağı yüksekliğinde bir ev inşa etmesine eşdeğerdir” diyor Daraio.
Bir termit yuvasının içine bakarsanız, bir somun ekmek veya bir süngerin içi gibi asimetrik, birbirine bağlı yapılardan oluşan bir ağ görürsünüz. Kum taneleri, toz, kir, tükürük ve gübreden oluşan bu düzensiz, düzensiz yapı gelişigüzel görünür, ancak stabilite ve havalandırma için bir termit yuvası optimize edilmiştir.
Daraio, “Bir termitin yuva üretimine nasıl katkıda bulunduğunu anlayarak, benzersiz mekanik özelliklere sahip mimari malzemeler tasarlamak için basit kurallar tanımlayabileceğimizi düşündük” diyor.
Mimari malzemeler, daha sonra nano ölçekten mikrometre ölçeğine kadar 3 boyutlu yapılar halinde düzenlenen yapı taşlarını içeren köpük benzeri veya bileşik katılardır. Şimdiye kadar, mimari malzeme alanı öncelikle periyodik mimarilere odaklanmıştı – bu tür mimariler, bir kafes yapısı oluşturmak için tekrarlanan oktahedronlar veya küpler gibi tekdüze geometri birim hücreleri içerir. Bununla birlikte, düzenli yapılara odaklanmak, mimari malzemelerin işlevlerini ve kullanımını sınırlamıştır.
Daraio, “Malzeme tasarımının temel kurallarını anlamak ve ardından şu anda mühendislikte kullandığımız malzemelerle karşılaştırıldığında üstün performansa sahip malzemeler yaratmak istiyoruz” diyor. “Örneğin, daha hafif ama aynı zamanda kırılmaya karşı daha dirençli veya mekanik darbeleri ve titreşimleri emmede daha iyi olan malzemelerin yaratılmasını tasavvur ediyoruz.”