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“超级钢”骨可抗断裂
2017-10-23 | 供稿: 】【打印】【关闭

图片来源:Zephyr/Science Photo Library

  人的骨骼不仅质量轻、坚固,而且可抵抗断裂。这是因为它们的构造是分层级的。

  在纳米层面,细小的胶原质纤维形成一种薄片状的排列,不同层次的纤维起源于不同的方向。在更大规模上,骨骼有着格子状的结构和不同的孔洞模式,这使其轻而坚固。这些结构使骨骼可抵抗裂缝向任何方向传播。

  冶金学家仿照这一自然模式,建造了拥有类似于骨骼纳米结构的钢铁。新材料放弃了传统的分层结构——该结构一旦出现裂缝就开始朝外蔓延,转而采用拥有不同坚韧度的不同铝合金构建模式。

  通过这种方式,一旦开始出现裂缝,它会沿着不同的路径传播,从而减少了小裂缝变大的几率。而且,新钢铁材料内部的一些地方比另一些地方更加灵活,这有助于吸收反复施加到钢铁上的压力,甚至会在裂缝出现时将其闭合。

  科学家在3月9日发表于《科学》的报告中称,总体来看,新钢铁对由金属疲劳导致的裂缝所展现的韧性远超过传统钢铁。这有助于让工程师利用这种材料建造从桥梁到飞机等可能产生灾难性事故的各种东西,因为当一个小裂缝变成大裂口时往往会发生大事故。

 

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