الهام از میوه یک درخت برای ساخت کلاه‌های ایمنی و تجهیزات محافظ

میوه درخت ماری (marri) عمدتاً از سلولز (ماده طبیعی گیاهان) ساخته شده اما دارای ترکیبی نادر از خواص است: می‌تواند مانند تفلون تغییر شکل دهد و انرژی جذب کند، در عین حال استحکام آن مشابه پلکسی‌گلاس است.

وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است: پژوهشگران راز استحکام استثنایی میوه درخت ماری (marri nut) را کشف کرده‌اند. پوسته این دانه سخت، که از درخت ماری در استرالیای غربی می‌روید، به اندازه‌ای مقاوم است که حتی شکارچیان طبیعی (حیواناتی که از آن تغذیه می‌کنند) برای شکستن آن مشکل دارند؛ این کشف می‌تواند الهام‌بخش ساخت مواد جدید برای تجهیزات محافظ و کاربردهای ایمنی باشد.

مطالعه منتشرشده در مجله اَدوَنسد سایِنس/ Advanced Science نشان می‌دهد که استحکام این میوه ناشی از ساختار لایه‌لایه داخلی آن است. این ساختار، پوسته بیرونی سخت را با بخش داخلی نرم‌تر و انعطاف‌پذیر ترکیب می‌کند. این ترکیب به آن اجازه می‌دهد انرژی را بدون خردشدن جذب کند و نیرو را به طور کنترل‌شده توزیع کند.

ویگود عواد (Wegood Awad)، پژوهشگر دانشگاه نیویورک ابوظبی، گفت: نکته مهم این است که چگونه استحکام و انعطاف‌پذیری در یک ساختار واحد، متعادل شده است. این طراحی می‌تواند به ما در ساخت موادی کمک کند که ضربه را بهتر جذب می‌کنند بدون اینکه بشکنند.

پانچه نائوموف (Panče Naumov)، استاد شیمی و سرپرست این مطالعه، گفت: طبیعت به ما نشان می‌دهد که استحکام یک ماده همیشه به معنای سختی آن نیست. ساختار هوشمندانه میوه درخت ماری انرژی را جذب می‌کند و به جای اینکه اجازه دهد تَرَک‌ها گسترش یابند، آن‌ها را به طور کنترل‌شده هدایت می‌کند.

این پژوهش که به مدت پنج سال انجام شد، از تصویربرداری سه‌بعدی پیشرفته و آزمایش‌های مکانیکی برای بررسی رفتار مهره تحت فشار استفاده کرد. با وجود اینکه این مهره عمدتاً از سلولز (ماده طبیعی موجود در دیواره سلولی گیاهان) ساخته شده است، ترکیبی نادر از خواص را نشان داد: می‌تواند مانند تفلون (ماده نچسب معروف) تغییر شکل دهد و انرژی جذب کند، در عین حال سفتی مشابه پلکسی‌گلاس (نوعی شیشه نشکن) را حفظ کند و همه این‌ها را در حالی که سبک‌وزن است انجام می‌دهد.

پژوهشگران با الهام از طراحی میوه درخت ماری، یک ماده مصنوعی الهام‌گرفته از طبیعت ساختند که ساختار داخلی آن را تقلید می‌کند. این کار نشان می‌دهد چگونه طرح‌های طبیعی که طی میلیون‌ها سال تکامل یافته‌اند، می‌توانند راهنمای توسعه موادی باشند که سبک‌وزن و در عین حال در برابر ضربه مقاوم هستند.

منبع: ایرنا