Ang buhok alang sa usa ka modernong tawo wala’y lain kaysa usa ka elemento sa biswal nga pag-ila sa kaugalingon, bahin sa imahe ug imahe. Bisan pa niini, kini nga mga sungay nga porma sa panit adunay daghang hinungdanon nga biological nga gimbuhaton: pagpanalipod, thermoregulation, paghikap, ug uban pa. Unsa ka lig-on ang atong buhok? Ingon sa nahitabo, sila sa daghang mga higayon nga mas kusgan kay sa buhok sa elepante o giraffe.
Karon kita masinati sa usa ka pagtuon diin ang mga siyentista gikan sa University of California (USA) nakahukom sa pagsulay sa unsa nga paagi ang gibag-on sa buhok ug ang iyang kalig-on correlate sa lain-laing mga mananap, lakip na ang mga tawo. Kang kinsang buhok ang pinakalig-on, unsa ang mekanikal nga mga kabtangan sa lain-laing mga matang sa buhok, ug sa unsang paagi kini nga panukiduki makatabang sa pagpalambo sa bag-ong mga matang sa mga materyales? Atong nakat-onan ang bahin niini gikan sa taho sa mga siyentista. Lakaw.
Basihan sa panukiduki
Ang buhok, nga naglangkob sa kadaghanan sa protina nga keratin, mao ang sungay nga pagporma sa panit sa mammal. Sa tinuud, parehas ang buhok, balhibo ug balhibo. Ang istruktura sa buhok naglangkob sa mga plato sa keratin nga nagsapaw sa usag usa, sama sa mga domino nga nahulog sa ibabaw sa usag usa. Ang matag buhok adunay tulo ka mga lut-od: ang cuticle mao ang gawas ug protective layer; cortex - ang cortex, nga naglangkob sa elongated patay nga mga selula (importante alang sa kalig-on ug elasticity sa buhok, pagtino sa iyang kolor tungod sa melanin) ug ang medulla - ang sentral nga layer sa buhok, nga naglangkob sa humok nga keratin mga selula ug hangin lungag, nga mao ang nalangkit sa pagbalhin sa mga sustansiya ngadto sa ubang mga lut-od.
Kung ang buhok gibahin nga patindog, nakakuha kami usa ka seksyon sa subcutaneous (shaft) ug usa ka seksyon sa subcutaneous (bulb o gamut). Ang bombilya gilibutan sa usa ka follicle, ang porma niini nagtino sa porma sa buhok mismo: usa ka lingin nga follicle tul-id, usa ka oval nga follicle gamay nga kulot, usa ka kidney-shaped follicle ang kulot.
Daghang siyentista ang nagsugyot nga ang ebolusyon sa tawo nagbag-o tungod sa pag-uswag sa teknolohiya. Sa ato pa, ang pipila ka mga organo ug istruktura sa atong lawas anam-anam nga nahimong sukaranan - kadtong nawad-an sa ilang gituyo nga katuyoan. Kini nga mga bahin sa lawas naglakip sa wisdom tooth, appendix ug buhok sa lawas. Sa laing pagkasulti, ang mga siyentipiko nagtuo nga sa paglabay sa panahon, kini nga mga istruktura mawala ra sa atong anatomy. Tinuod man kini o dili lisud isulti, apan alang sa daghang ordinaryong mga tawo, ang mga ngipon sa kaalam, pananglitan, nalangkit sa pagbisita sa dentista alang sa ilang dili malikayan nga pagtangtang.
Bisan pa, ang usa ka tawo nanginahanglan buhok; dili na kini hinungdanon nga papel sa thermoregulation, apan kini usa gihapon ka hinungdanon nga bahin sa aesthetics. Mao usab ang ikaingon bahin sa kultura sa kalibotan. Sa daghang mga nasud, sukad pa kaniadto, ang buhok giisip nga gigikanan sa tanan nga kusog, ug ang pagputol niini nalangkit sa posible nga mga problema sa kahimsog ug bisan mga kapakyasan sa kinabuhi. Ang sagrado nga kahulogan sa buhok milalin gikan sa shamanic ritwal sa karaang mga tribo ngadto sa mas modernong mga relihiyon, ang mga buhat sa mga magsusulat, artists ug mga eskultor. Sa partikular, ang babaye nga katahum kanunay nga suod nga nalangkit sa paagi nga ang buhok sa matahum nga mga babaye nagtan-aw o gihulagway (pananglitan, sa mga dibuho).
Matikdi kung unsa ka detalyado nga gihulagway ang buhok ni Venus (Sandro Botticelli, "Pagkatawo ni Venus", 1485).
Atong isalikway ang kultural ug aesthetic nga aspeto sa buhok ug magsugod sa paghunahuna sa panukiduki sa mga siyentipiko.
Ang buhok, sa usa ka porma o lain, anaa sa daghang espisye sa mammal. Kung alang sa mga tawo dili na sila hinungdanon gikan sa usa ka biolohikal nga punto sa panglantaw, nan alang sa ubang mga representante sa kalibutan sa mananap nga balhibo ug balhibo importante nga mga hiyas. Sa parehas nga oras, sa mga termino sa ilang sukaranan nga istruktura, ang buhok sa tawo ug, pananglitan, ang buhok sa elepante parehas kaayo, bisan kung adunay mga kalainan. Ang labing klaro sa kanila mao ang mga sukat, tungod kay ang buhok sa elepante labi ka baga kaysa sa amon, apan, ingon nga kini nahimo, dili labi ka kusgan.
Ang mga siyentipiko dugay nang nagtuon sa buhok ug balhibo sa karnero. Ang mga resulta niini nga mga buhat gipatuman sa cosmetology ug medisina, ug sa gaan nga industriya (o, ingon sa bantog nga Kalugina L.P. moingon: "gaan nga industriya"), o mas tukma sa mga panapton. Dugang pa, ang pagtuon sa buhok nakatabang pag-ayo sa pag-uswag sa mga biomaterial nga gibase sa keratin, nga sa sinugdanan sa miaging siglo nakakat-on sila sa paglain gikan sa mga sungay sa hayop gamit ang apog.
Ang keratin nga nakuha sa ingon gigamit sa paghimo og mga gel nga mahimong mapalig-on pinaagi sa pagdugang sa formaldehyde. Sa ulahi, nakakat-on sila sa paglain sa keratin dili lamang sa mga sungay sa mananap, kondili usab sa ilang balhibo, ingon man sa buhok sa tawo. Ang mga sangkap nga gibase sa keratin nakit-an ang ilang paggamit sa mga kosmetiko, komposisyon ug bisan sa mga coatings sa tablet.
Karong panahona, ang industriya sa pagtuon ug paghimo og lig-on ug gaan nga mga materyales paspas nga nag-uswag. Ang buhok, ingon nga natural, usa sa mga natural nga materyales nga nagdasig sa kini nga matang sa panukiduki. Hunahunaa ang tensile nga kusog sa balhibo sa karnero ug buhok sa tawo, nga gikan sa 200 hangtod 260 MPa, nga katumbas sa usa ka piho nga kusog nga 150-200 MPa / mg m-3. Ug kini hapit ikatandi sa asero (250 MPa / mg m-3).
Ang nag-unang papel sa pagporma sa mekanikal nga mga kabtangan sa buhok gipatokar sa hierarchical nga istruktura niini, nga nagpahinumdom sa usa ka matryoshka nga monyeka. Ang labing importante nga elemento niini nga istruktura mao ang sulod nga cortex sa mga cortical cells (diametro mga 5 μm ug gitas-on nga 100 μm), nga gilangkuban sa mga grupo nga macrofibrils (diameter mga 0.2-0.4 μm), nga, sa baylo, naglangkob sa mga intermediate filament (7.5 nm). sa diyametro ), nasulod sa usa ka amorphous matrix.
Ang mekanikal nga mga kabtangan sa buhok, ang pagkasensitibo niini sa temperatura, humidity ug deformation usa ka direkta nga resulta sa interaksyon sa amorphous ug crystalline nga mga sangkap sa cortex. Ang mga lanot sa keratin sa cortex sa buhok sa tawo kasagaran adunay taas nga pagpahaba, nga adunay usa ka tensile strain nga labaw sa 40%.
Ang ingon ka taas nga kantidad tungod sa pag-unwinding sa istruktura а-keratin ug, sa pipila ka mga kaso, ang pagbag-o niini ngadto sa b-keratin, nga modala ngadto sa pagdugang sa gitas-on (usa ka bug-os nga turno sa usa ka 0.52 nm helix gituy-od ngadto sa 1.2 nm sa configuration b). Kini mao ang usa sa mga nag-unang rason ngano nga daghang mga pagtuon ang naka-focus ilabi na sa keratin aron sa paghimo niini pag-usab sa usa ka sintetikong porma. Apan ang gawas nga layer sa buhok (cuticle), ingon sa nahibal-an na naton, naglangkob sa mga plato (0.3-0.5 microns ang gibag-on ug 40-60 microns ang gitas-on).
Kaniadto, ang mga siyentipiko nagpahigayon na ug panukiduki bahin sa mekanikal nga mga kabtangan sa buhok sa mga tawo gikan sa lainlaing edad ug etniko nga mga grupo. Niini nga buhat, gihatagan og gibug-aton ang pagtuon sa mga kalainan sa mekanikal nga mga kabtangan sa buhok sa lain-laing mga matang sa mananap, nga mao: mga tawo, mga kabayo, mga oso, ihalas nga baboy, capybaras, peccaries, giraffes ug mga elepante.
Mga resulta sa panukiduki
Hulagway #1: Morpolohiya sa buhok sa tawo (А - cuticle; В - pagkabali sa cortex; nagpakita sa mga tumoy sa mga lanot, С - ang nawong sa sayup, diin makita ang tulo ka mga sapaw; D - lateral nga nawong sa cortex, nga nagpakita sa fiber elongation).
Ang usa ka hamtong nga buhok sa tawo mga 80-100 microns ang diyametro. Sa normal nga pag-atiman sa buhok, ang ilang hitsura medyo holistic (1A). Ang internal nga bahin sa buhok sa tawo mao ang fibrous cortex. Human sa tensile testing, nakita nga ang cuticle ug cortex sa buhok sa tawo lahi nga nabuak: ang cuticle kasagarang nabuak nga abrasively (crumple), ug ang keratin fibers sa cortex gipanitan ug gibira gikan sa kinatibuk-ang istruktura (1B).
Gihulagway 1С ang mahuyang nga nawong sa cuticle tin-aw nga makita sa visualization sa mga lut-od, nga nagsapaw-sapaw nga mga plato sa cuticle ug adunay gibag-on nga 350-400 nm. Ang naobserbahan nga delamination sa fracture surface, ingon man ang brittle nga kinaiya niini nga nawong, nagpaila sa huyang nga interfacial nga komunikasyon tali sa cuticle ug cortex, ug tali sa mga lanot sulod sa cortex.
Ang mga lanot sa keratin sa cortex gi-exfoliated (1D). Kini nagsugyot nga ang fibrous cortex mao ang panguna nga responsable sa mekanikal nga kusog sa buhok.
Hulagway No. 2: Morpolohiya sa buhok sa kabayo (А - cuticle, pipila ka mga plato nga gamay nga nagtipas tungod sa kakulang sa pag-atiman; В - dagway sa pagkabuak; С - mga detalye sa pagbuak sa cortex, diin ang gisi nga cuticle makita; D - mga detalye sa cuticle).
Ang istruktura sa buhok sa kabayo susama sa buhok sa tawo, gawas sa diametro, nga 50% mas dako (150 microns). Sa hulagway 2A Makita nimo ang dayag nga kadaot sa cuticle, diin daghan sa mga plato ang dili suod nga konektado sa shaft sama sa buhok sa tawo. Ang dapit sa usa ka horsehair break naglangkob sa usa ka normal nga break ug usa ka buhok break (delamination sa cuticle plates). Sa 2B Ang duha ka matang sa kadaot makita. Sa mga dapit diin ang mga lamellae bug-os nga naputol, ang interface tali sa cuticle ug cortex makita (2С). Несколько волокон были вырваны и расслаивались в области интерфейса. Сравнивая данные наблюдения с предыдущими (человеческий волос), подобные разрушения указывают на то, что волосы лошади не испытывали такого же сильного напряжения, как человеческие волосы, когда волокна в кортексе были вытянуты и полностью отслоены от кутикулы. Также видно, что некоторые пластинки отсоединились от стержня, что может быть связано с напряжением растяжения (2D).
Hulagway #3: Morpolohiya sa buhok sa oso (А - cuticle; В - kadaot sa duha ka mga punto nga nalangkit sa rupture area; С - cracking sa cuticle uban sa delamination sa mga lanot sa cortex; D - mga detalye sa istruktura sa fiber, daghang mga elongated fibers gikan sa kinatibuk-ang istruktura ang makita).
Ang gibag-on sa buhok sa oso 80 microns. Ang mga plato sa cuticle hilabihan ka hugot nga gilakip sa usag usa (3A), ug sa pipila ka mga dapit lisud gani ang pag-ila sa tagsa-tagsa nga mga palid. Kini mahimo nga tungod sa friction sa buhok batok sa mga silingan. Ubos sa tensile stress, kini nga mga buhok literal nga nabahin sa dagway sa taas nga mga liki (inset sa 3B), nga nagpakita nga sa huyang nga pagbugkos nga epekto sa nadaot nga cuticle, ang keratin fibers sa cortex dali nga ma-delaminate. Ang delamination sa cortex hinungdan sa usa ka break sa cuticle, ingon nga ebidensya sa zigzag pattern sa break (3С). Kini nga tensyon hinungdan sa pipila ka mga lanot nga mabira gikan sa cortex (3D).
Hulagway No. 4: morpolohiya sa buhok sa baboy (А - ordinaryo nga flat hairline fracture; В - ang istruktura sa cuticle nagpakita sa usa ka dili maayo nga kahimtang sa integridad (grupo) sa mga palid; С - mga detalye sa gintang sa interface tali sa cuticle ug cortex; D - mga lanot nga gipahaba gikan sa kinatibuk-ang masa ug nagtuybo nga mga fibril).
Ang buhok sa baboy medyo baga (230 mm), labi na kung itandi sa buhok sa oso. Ang pagkagisi sa buhok sa baboy kung nadaot tan-awon nga klaro (4A) perpendicular sa direksyon sa tensile stress.
Ang medyo gamay nga gibutyag nga mga plato sa cuticle gisi gikan sa punoan nga lawas sa buhok tungod sa pag-inat sa ilang mga ngilit (4B).
Sa nawong sa zone sa pagkaguba, ang delamination sa mga lanot klaro nga makita; klaro usab nga sila hugot nga konektado sa usag usa sa sulod sa cortex (4С). Ang mga lanot lamang sa interface tali sa cortex ug cuticle ang nabutyag tungod sa pagkabulag (4D), nga nagpadayag sa presensya sa baga nga cortical fibrils (250 nm ang diametro). Ang pipila sa mga fibrils mituybo og gamay tungod sa deformation. Nagsilbi kuno sila nga usa ka ahente sa pagpalig-on sa buhok sa baboy.
Hulagway #5: Morpolohiya sa buhok sa elepante (А - С) ug giraffe (D - F). А - cuticle; В - hinay-hinay nga pagkaguba sa buhok; С - Ang mga haw-ang sa sulod sa buhok nagpaila kung diin ang mga lanot gisi. D - cuticular nga mga plato; Е - bisan ang pagkaguba sa buhok; F - mga lanot nga gisi gikan sa nawong sa lugar nga bali.
Ang buhok sa usa ka bata nga elepante mahimong mga 330 microns ang gibag-on, ug sa usa ka hamtong kini moabot sa 1.5 mm. Ang mga palid sa ibabaw lisud mailhan (5A).Ang buhok sa elepante kay prone usab sa normal nga pagkaguba, i.e. sa puro nga tensile fracture. Dugang pa, ang morphology sa fracture surface nagpakita sa usa ka stepped nga panagway (5B), lagmit tungod sa presensya sa gagmay nga mga depekto sa cortex sa buhok. Ang pipila ka gagmay nga mga buho makita usab sa nawong sa bali, diin ang pagpalig-on sa mga fibril lagmit nahimutang sa wala pa ang kadaot (5С).
Ang buhok sa giraffe medyo baga usab (370 microns), bisan kung ang pagkahan-ay sa mga plato sa cuticle dili kaayo klaro (5D). Gituohan nga kini tungod sa ilang kadaot sa lainlaing mga hinungdan sa kinaiyahan (pananglitan, friction batok sa mga kahoy sa panahon sa pagpakaon). Bisan pa sa mga kalainan, ang pagkaputol sa buhok sa giraffe susama sa buhok sa elepante (5F).
Hulagway No. 6: morpolohiya sa buhok sa capybara (А - doble nga istraktura sa cuticular sa mga palid; В - pagbuak sa doble nga istruktura; С - ang mga lanot duol sa utlanan sa rupture makita nga brittle ug matig-a; D - taas nga mga lanot gikan sa zone sa pagkaguba sa doble nga istruktura).
Ang buhok sa capybaras ug peccaries lahi sa ubang mga buhok nga gitun-an. Sa capybara, ang panguna nga kalainan mao ang presensya sa usa ka doble nga pag-configure sa cuticle ug usa ka oval nga porma sa buhok (6A). Ang groove tali sa duha ka salamin nga bahin sa buhok gikinahanglan aron mas paspas nga makuha ang tubig gikan sa balhibo sa mananap, ingon man alang sa mas maayo nga bentilasyon, nga nagtugot niini nga mamala nga mas paspas. Kung naladlad sa pag-inat, ang buhok gibahin sa duha ka bahin sa uka, ug ang matag bahin gilaglag (6B). Daghang mga lanot sa cortex ang gibulag ug gituyhad (6С и 6D).
Hulagway #7: Peccary hair morphology (А - istruktura sa cuticle ug lugar sa pagkabuak; В - morpolohiya sa cortex kalaglagan ug mga detalye sa iyang gambalay; С - sirado nga mga selula (20 microns ang diametro), ang mga bungbong niini naglangkob sa mga lanot; D - mga bungbong sa selula).
Ang mga peccaries (pamilya Tayassuidae, i.e. peccary) buhok adunay porous cortex, ug ang cuticle layer walay lahi nga mga plato (7A). Ang cortex sa buhok adunay sirado nga mga selyula nga nagsukod sa 10-30 microns (7B), ang mga bungbong niini naglangkob sa keratin fibers (7С). Kini nga mga bungbong medyo porous, ug ang gidak-on sa usa ka pore mga 0.5-3 microns (7D).
Sama sa imong makita sa hulagway 7A, nga walay suporta sa fibrous cortex, ang cuticle liki sa linya sa break, ug ang mga lanot gibira sa pipila ka mga dapit. Kini nga istruktura sa buhok gikinahanglan aron mahimo ang buhok nga mas bertikal, biswal nga pagdugang sa gidak-on sa hayop, nga mahimo’g usa ka mekanismo sa depensa alang sa peccary. Ang buhok sa Peccary maayo nga mosukol sa compression, apan dili makasagubang sa pag-inat.
Nasabtan ang mga bahin sa istruktura sa buhok sa lainlaing mga hayop, ingon man ang ilang mga matang sa kadaot tungod sa tensiyon, ang mga siyentipiko nagsugod sa paghulagway sa mekanikal nga mga kabtangan.
Hulagway No. 8: deformation diagram alang sa matag matang sa buhok ug diagram sa eksperimento nga setup alang sa pagkuha sa datos (strain rate 10-2 s-1).
Sama sa makita gikan sa graph sa ibabaw, ang tubag sa pag-inat sa buhok sa lainlaing mga klase sa hayop lahi kaayo. Busa, ang buhok sa usa ka tawo, usa ka kabayo, usa ka baboy ug usa ka oso nagpakita sa usa ka reaksyon nga susama sa reaksyon sa balhibo sa karnero (dili sa uban, apan usa ka panapton nga materyal).
Sa medyo taas nga elastic modulus nga 3.5-5 GPa, ang mga kurba naglangkob sa usa ka linear (elastic) nga rehiyon, gisundan sa usa ka patag nga adunay hinay nga pagtaas sa tensiyon hangtod sa usa ka pilay nga 0.20-0.25, pagkahuman ang rate sa pagpagahi labi nga pagtaas hangtod sa usa ka kapakyasan strain sa 0.40. Ang patag nga dapit nagtumong sa pagpahulay а-helical nga istruktura sa keratin intermediate filaments, nga sa pipila ka mga kaso mahimo (partially) mausab ngadto sa b-mga palid (patag nga mga istruktura). Ang kompleto nga unwinding mosangpot sa usa ka deformation sa 1.31, nga mas taas kay sa katapusan niini nga yugto (0.20-0.25).
Ang samag-kristal nga hilo nga bahin sa istruktura gilibotan sa usa ka amorphous matrix nga dili mausab. Ang amorphous nga bahin naglangkob sa mga 55% sa kinatibuk-ang gidaghanon, apan kung ang diametro sa intermediate nga mga filament mao ang 7 nm ug nga sila gibulag sa 2 nm nga amorphous nga materyal. Ang ingon nga tukma nga mga timailhan nakuha sa miaging mga pagtuon.
Atol sa hardening stage sa deformation, ang pag-slide mahitabo tali sa cortical fibers ingon man tali sa gagmay nga mga elemento sa istruktura sama sa microfibrils, intermediate filament, ug ang amorphous matrix.
Ang giraffe, elepante ug peccary nga mga buhok nagpakita sa usa ka medyo linear nga pagpatig-a nga tubag nga walay klaro nga kalainan tali sa mga patag ug mga rehiyon sa paspas nga pagkagahi (mga taluktok). Ang elastic modulus medyo ubos ug mga 2 GPa.
Dili sama sa ubang mga espisye, ang buhok sa capybara nagpakita sa usa ka tubag nga gihulagway pinaagi sa paspas nga pagtig-a kung ang sunud-sunod nga mga gibug-aton gigamit. Kini nga obserbasyon nalangkit sa talagsaon nga istruktura sa buhok sa capybara, o mas tukma nga adunay duha ka simetriko nga bahin ug usa ka longhitudinal groove sa tunga nila.
Ang mga nangaging mga pagtuon nahimo na nga nagpakita nga ang modulus ni Young (longhitudinal elastic modulus) mikunhod uban ang pagtaas sa diametro sa buhok sa lainlaing mga species sa hayop. Kini nga mga buhat nakamatikod nga ang Young's modulus sa peccary mas ubos kaysa sa ubang mga hayop, nga mahimong tungod sa porosity sa istruktura sa buhok niini.
Makapaikag usab nga ang peccary adunay itom ug puti nga mga lugar sa buhok niini (duha ka kolor). Ang tensile break kasagaran mahitabo sa puti nga bahin sa buhok. Ang dugang nga pagsukol sa itom nga lugar tungod sa presensya sa mga melanosome, nga makita lamang sa itom nga buhok.
Ang tanan nga kini nga mga obserbasyon tinuod nga talagsaon, apan ang panguna nga pangutana nagpabilin: ang mga sukat ba sa buhok adunay papel sa kusog niini?
Kung atong gihulagway ang buhok sa mga mammal, mahimo natong ipasiugda ang mga nag-unang kamatuoran nga nahibal-an sa mga tigdukiduki:
- sa kadaghanan nga mga matang sa buhok mas baga kini sa tunga nga bahin ug mga taper paingon sa katapusan; Ang balhibo sa ihalas nga mga mananap mas baga tungod sa ilang pinuy-anan;
- Ang mga paglainlain sa diyametro sa mga buhok sa usa ka espisye nagpakita nga ang gibag-on sa kadaghanan nga mga buhok magkalainlain sa sulud sa kinatibuk-ang gibag-on nga gibag-on alang sa usa ka espisye sa hayop. Ang gibag-on sa mga buhok mahimong magkalainlain tali sa lainlaing mga representante sa parehas nga espisye, apan kung unsa ang nakaimpluwensya niini nga kalainan wala pa mahibal-an;
- Ang lainlaing mga espisye sa mga mammal adunay lainlaing gibag-on sa buhok (sama sa cliche nga paminawon).
Pinaagi sa pagsumaryo niining mga kamatuoran nga anaa sa publiko ug sa datos nga nakuha sa panahon sa mga eksperimento, ang mga siyentipiko nakahimo sa pagtandi sa tanang mga resulta aron maporma ang mga relasyon tali sa gibag-on sa buhok ug sa kusog niini.
Hulagway No. 9: ang relasyon tali sa gibag-on sa buhok ug sa kusog niini sa lain-laing klase sa mananap.
Tungod sa mga kalainan sa diyametro sa buhok ug pagpalapad, ang mga siyentista nakahukom nga tan-awon kung ang ilang mga tensile stress mahimong matagna base sa mga istatistika sa Weibull, nga mahimo’g espesipikong mag-asoy sa mga kalainan sa gidak-on sa sample ug sangputanan nga gidak-on sa depekto.
Gituohan nga ang usa ka bahin sa buhok nga adunay gidaghanon V naglangkob sa n mga elemento sa volume, ug ang matag unit volume V0 adunay susama nga pag-apod-apod sa mga depekto. Gamit ang pinakahuyang nga link assumption, sa gihatag nga lebel sa boltahe σ kalagmitan P pagpadayon sa integridad sa gihatag nga bahin sa buhok nga adunay gidaghanon V mahimong ipahayag ingon nga produkto sa dugang nga mga posibilidad sa pagpadayon sa integridad sa matag usa sa mga elemento sa volume, nga mao ang:
P(V) = P(V0) · P(V0)… · P(V0) = · P(V0)n
asa ang volume V adunay n volume nga mga elemento V0. Samtang nagtaas ang boltahe P(V) natural nga mokunhod.
Gamit ang duha ka parametro nga pag-apod-apod sa Weibull, ang posibilidad nga mapakyas ang tibuuk nga volume mahimong ipahayag ingon:
1 - P = 1 - exp [ -V/V0 · (σ/σ0)m]
diin σ - gigamit nga boltahe, Ang σ0 mao ang kinaiya (reference) kusog, ug m - Weibull modulus, nga mao ang usa ka sukod sa pagkausab sa kabtangan. Kini mao ang bili noting nga ang kalagmitan sa kalaglagan nagdugang uban sa pagdugang sa sample gidak-on V sa kanunay nga boltahe σ.
Sa tsart 9A Gipakita ang Weibull nga pag-apod-apod sa mga eksperimento nga mga stress sa kapakyasan alang sa buhok sa tawo ug capybara. Ang mga kurba alang sa ubang mga espisye gitagna gamit ang pormula #2 nga adunay parehas nga kantidad nga m sama sa buhok sa tawo (m = 0.11).
Ang kasagarang diametro nga gigamit mao ang: baboy - 235 µm, kabayo - 200 µm, peccary - 300 µm, oso - 70 µm, buhok sa elepante - 345 µm ug giraffe - 370 µm.
Base sa kamatuoran nga ang breaking stress mahimong determinado sa P(V) = 0.5, kini nga mga resulta nagpakita nga ang kapakyasan stress mikunhod uban sa pagdugang sa buhok diametro sa tibuok species.
Sa tsart 9B nagpakita sa gitagna nga rupture stress sa 50% nga posibilidad sa pagkapakyas (P(V) = 0.5) ug ang kasagaran nga eksperimento sa paglapas sa stress alang sa lain-laing mga espisye.
Kini nahimong tin-aw nga samtang ang diametro sa buhok mosaka gikan sa 100 ngadto sa 350 mm, ang breaking stress mikunhod gikan sa 200-250 MPa ngadto sa 125-150 MPa. Ang mga resulta sa simulation sa pag-apod-apod sa Weibull maayo kaayo nga uyon sa aktwal nga mga resulta sa obserbasyon. Ang bugtong eksepsiyon mao ang peccary nga buhok tungod kay kini hilabihan ka porous. Ang aktuwal nga kusog sa peccary nga buhok mas ubos kaysa gipakita sa Weibull distribution modeling.
Alang sa usa ka mas detalyado nga kaila sa mga nuances sa pagtuon, girekomenda ko ang pagtan-aw и kaniya
Epilogo
Ang nag-unang konklusyon sa mga obserbasyon sa ibabaw mao nga ang baga nga buhok dili katumbas sa lig-on nga buhok. Tinuod, sumala sa giingon mismo sa mga siyentipiko, kini nga pahayag dili usa ka pagkadiskobre sa milenyo, tungod kay ang susamang mga obserbasyon gihimo sa dihang nagtuon sa metal wire. Ang punto dinhi dili bisan sa pisika, mekaniko o biology, apan sa estadistika - ang mas dako nga butang, mas dako ang kasangkaran sa mga depekto.
Nagtuo ang mga siyentipiko nga ang trabaho nga among gisusi karon makatabang sa ilang mga kauban sa paghimo og bag-ong mga sintetikong materyales. Ang panguna nga problema mao nga bisan pa sa pag-uswag sa mga modernong teknolohiya, dili pa sila makahimo sa paghimo usa ka butang sama sa buhok sa tawo o elepante. Human sa tanan, ang paghimo sa usa ka butang nga gamay kaayo usa na ka hagit, wala pay labot ang komplikado nga istruktura niini.
Sama sa atong makita, kini nga pagtuon nagpakita nga dili lamang sa lawalawa nga seda ang takus sa pagtagad sa mga siyentista isip usa ka inspirasyon alang sa umaabot nga mga ultra-strong ug ultra-light nga mga materyales, apan usab ang buhok sa tawo mahimong matingala sa mekanikal nga mga kabtangan niini ug talagsaon nga kusog.
Salamat sa pagbasa, stay curious and have a great week guys. 🙂
Pipila ka mga ad 🙂
Salamat sa pagpabilin kanamo. Ganahan ka ba sa among mga artikulo? Gusto nga makakita og mas makapaikag nga sulod? Suportahi kami pinaagi sa pag-order o pagrekomenda sa mga higala, , usa ka talagsaon nga analogue sa mga entry-level server, nga giimbento namo alang kanimo: (anaa sa RAID1 ug RAID10, hangtod sa 24 ka mga core ug hangtod sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 ka beses nga mas barato sa Equinix Tier IV data center sa Amsterdam? Dinhi lang sa Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - gikan sa $99! Basaha ang mahitungod sa
Source: www.habr.com