Исследование костей откроет новые прочные материалы

02.04.2020

Команда опытных специалистов по материальному инжинирингу из Нью-Йоркского Университета Корнуэлла представила проект, нацеленный на выявление принципов того, как костная ткань может самостоятельно укрепляться и как можно использовать этот принцип для того, чтобы делать известные нам материалы и устройства еще более устойчивыми и надежными в своей продолжительной и иногда даже экстремальной эксплуатации.

В частности, работа команды специалистов сосредоточилась на первом этапе на выявлении того, по какому принципу кость может сопротивляться высоким нагрузкам на себя. Оказалось, что в основе ее решетчатой структуры лежит наложение горизонтальных и вертикальных "стоек", которые не только выдерживают продолжительные циклы нагрузок, но которые могут также увеличивать устойчивость самой костной ткани. С течением возраста люди теряют в первую очередь горизонтальные костяные стойки, что существенно уменьшает уровень ее устойчивости к различным нагрузкам, а помимо этого кость становится более хрупкой и в отношении небольших нагрузок.

Создав уникальный 3D-принт такой конструкции динамического костного типа, команда специалистов установила, что имеется возможность увеличить уровень прочности такого материала, подредактировав решетку строения костной ткани - а соответственно, такой же принцип может быть применен и в отношении сторонних материалов и устройств, которые нас окружают.

Кроме того, отформатированные костяные стойки могут стать не только основным опорным пунктом в отношении увеличения прочности материала, но также своего рода основной базой для поддержания дополнительных нагрузок. Это означает, что в своем адаптированном виде такие варианты материалов могут стать частью тех же элементов космических кораблей, которым необходимо быть не только крайне прочными, но и крайне гибкими при эксплуатации.

<< Назад: Новые высокоскоростные USB-кабельные сборки от Molex 03.04.2020

>> Вперед: Видеокарты EVGA GeForce GTX 1650 GDDR6 02.04.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Минимизация вреда от недосыпания 18.05.2023 Исследователи Медицинского университета Гуанчжоу (Китай) нашли способ снизить негативные последствия недосыпания. Они пришли к выводу, что риск ранней смерти, вызванный недостатком сна, может быть снижен благодаря физическим нагрузкам. Ученые проанализировали данные 92 тысяч человек в возрасте от 40 до 73 лет, которых попросили носить браслет с акселерометром. За семь лет, которые длился эксперимент, умерли 3080 участников - 1074 человека умерли от сердечно-сосудистых заболеваний и 1871 - от рака. Испытуемые были распределены на три категории по продолжительности сна - короткая (менее шести часов), нормальная (от шести до восьми часов) или длинная (более восьми часов), а также по уровню физической активности - низкий, средний и высокий. Также в расчет принималась интенсивность занятий спортом - от умеренной до интенсивной. Полученные данные были скорректированы с учетом возраста, пола, этнической принадлежности, депривации, уровня образования, индекса массы тела, диеты, вредных привычек и графика работы. В результате было установлено, что занятия спортом нейтрализуют негативное влияние слишком короткого или слишком продолжительного сна. Отмечается, что у испытуемых с низким уровнем активности короткий и длительный сон коррелировали с повышением риска смерти от всех причин соответственно на 16 и 37 процентов. Люди, имевшие средний уровень физической нагрузки, страдали только в случае недосыпания (рост преждевременного риска смерти на 41%), а у лиц, активно занимавшихся спортом, взаимосвязи между ранней смертью и продолжительностью сна обнаружено не было. При этом у людей с коротким сном и низкой активностью риск сердечно-сосудистых заболеваний и гибели от них оказался повышенным на 69%, а у тех, кто спал долго, но также пренебрегал спортом, на 21% увеличивалась вероятность смерти от рака. При этом в обоих случаях при умеренной или высокой спортивной активности риски полностью исчезали.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025