Об этом пишет Science.
Многоуровневая сложная структура обеспечивает высокую устойчивость кости к трещинам. Микроразрывы, возникшие в ней, не распространяются и не увеличиваются, почти не снижая качества кости и позволяя организму восстановить повреждения. Это свойство чрезвычайно важно в металлургии.
Мотомити Кояма и его коллеги описывают, как подход, позаимствованный у структуры кости, можно использовать для получения стали, устойчивой к развитию усталости и к распространению трещин под меняющимися нагрузками.
Во-первых, ученые использовали различные сплавы стали с разной твердостью. Во-вторых, их обработали, создав структуру, сходную с костной. Это позволило сочетать участки различной упругости и твердости, затрудняя развитие трещин.
Испытания новой стали в лаборатории подтвердили, что она является намного более устойчивой к усталости, чем обычные марки стали. Но прежде чем такая сложная структура сделает крепче дороги и мосты, Кояме и его коллегам предстоит разработать технологии ее промышленного производства. Сделать это может и не так-то просто.
Наши собственные кости - это чудо инженерии, которым можно восхищаться на всех уровнях, от общей эффективной формы и до сложной, изысканной микроструктуры. Ориентированные нити структурного белка коллагена дежурят направление, обеспечивая прочность при разнонаправленных нагрузках. Уровнем выше можно наблюдать пористую ткань, одновременно легкую и жесткую, покрытую особенно твердой «коркой».