مو برای یک فرد مدرن چیزی نیست جز عنصری از خودشناسی بصری، بخشی از تصویر و تصویر. با وجود این، این تشکیلات شاخی پوست چندین عملکرد بیولوژیکی مهم دارند: محافظت، تنظیم حرارت، لمس و غیره. موهای ما چقدر قوی است؟ همانطور که مشخص شد، آنها چندین برابر قوی تر از موهای فیل یا زرافه هستند.
امروز با مطالعه‌ای آشنا می‌شویم که در آن دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا (ایالات متحده آمریکا) تصمیم گرفتند چگونگی ارتباط ضخامت مو و قدرت آن را در گونه‌های مختلف جانوری از جمله انسان آزمایش کنند. موی چه کسی قوی‌ترین است، انواع مختلف مو چه خواص مکانیکی دارند و این تحقیق چگونه می‌تواند به توسعه انواع جدیدی از مواد کمک کند؟ این را از گزارش دانشمندان می آموزیم. برو
مبنای تحقیق
مو که عمدتاً از پروتئین کراتین تشکیل شده است، شکل شاخی پوست پستانداران است. در واقع، مو، پشم و خز مترادف هستند. ساختار مو از صفحات کراتینه تشکیل شده است که مانند دومینوهایی که روی هم می‌افتند روی هم قرار می‌گیرند. هر مو دارای سه لایه است: کوتیکول لایه بیرونی و محافظ است. کورتکس - قشر، متشکل از سلولهای مرده دراز (که برای استحکام و خاصیت ارتجاعی مو مهم است، رنگ آن را به دلیل ملانین تعیین می‌کند) و مدولا - لایه مرکزی مو، متشکل از سلولهای کراتین نرم و حفره‌های هوا است. در انتقال مواد مغذی به لایه های دیگر نقش دارد.
اگر مو به صورت عمودی تقسیم شود، یک قسمت زیر جلدی (شفت) و یک قسمت زیر جلدی (پیاز یا ریشه) به دست می آید. لامپ توسط یک فولیکول احاطه شده است که شکل آن شکل خود مو را تعیین می کند: یک فولیکول گرد صاف است، یک فولیکول بیضی شکل کمی مجعد است، یک فولیکول کلیه شکل مجعد است.
بسیاری از دانشمندان معتقدند که تکامل انسان به دلیل پیشرفت تکنولوژی در حال تغییر است. یعنی برخی از اندام ها و ساختارهای بدن ما به تدریج ابتدایی می شوند - آنهایی که هدف مورد نظر خود را از دست داده اند. این اعضای بدن شامل دندان عقل، آپاندیس و موهای بدن است. به عبارت دیگر، دانشمندان معتقدند که با گذشت زمان، این ساختارها به سادگی از آناتومی ما ناپدید می شوند. اینکه آیا این درست است یا نه، گفتن آن دشوار است، اما برای بسیاری از افراد عادی، برای مثال، دندان عقل با مراجعه به دندانپزشک برای برداشتن اجتناب ناپذیر آنها همراه است.
به هر حال، یک فرد به مو نیاز دارد، ممکن است دیگر نقش حیاتی در تنظیم حرارت نداشته باشد، اما همچنان بخشی جدایی ناپذیر از زیبایی شناسی است. همین را می توان در مورد فرهنگ جهانی نیز گفت. در بسیاری از کشورها، از زمان های بسیار قدیم، مو منبع تمام قدرت در نظر گرفته می شد و کوتاه کردن آن با مشکلات احتمالی سلامتی و حتی شکست در زندگی همراه بود. معنای مقدس مو از آیین های شمنی قبایل باستانی به ادیان مدرن تر، آثار نویسندگان، هنرمندان و مجسمه سازان مهاجرت کرد. به طور خاص، زیبایی زنانه اغلب به شکلی که موهای خانم های دوست داشتنی به نظر می رسید یا به تصویر کشیده می شد (مثلاً در نقاشی) مرتبط بود.
توجه داشته باشید که موهای زهره با چه جزئیاتی به تصویر کشیده شده است (ساندرو بوتیچلی، "تولد ونوس"، 1485).
بیایید جنبه فرهنگی و زیبایی شناسی مو را کنار بگذاریم و تحقیقات دانشمندان را در نظر بگیریم.
مو به هر شکلی در بسیاری از گونه های پستانداران وجود دارد. اگر برای انسان ها دیگر از نظر بیولوژیکی مهم نیستند، پس برای سایر نمایندگان دنیای حیوانات پشم و خز ویژگی های حیاتی هستند. در عین حال، از نظر ساختار اساسی، موهای انسان و مثلاً موی فیل بسیار شبیه به هم هستند، البته تفاوت هایی نیز وجود دارد. واضح ترین آنها ابعاد است، زیرا موهای فیل بسیار ضخیم تر از موهای ما هستند، اما، همانطور که معلوم شد، قوی تر نیستند.
دانشمندان مدت زیادی است که روی مو و پشم مطالعه می کنند. نتایج این کارها هم در زیبایی و پزشکی و هم در صنعت سبک (یا به قول معروف Kalugina L.P.: "صنایع سبک") یا به طور دقیق تر در منسوجات اجرا شد. علاوه بر این، مطالعه مو کمک زیادی به توسعه مواد زیستی مبتنی بر کراتین کرده است، که در آغاز قرن گذشته آنها یاد گرفتند که با استفاده از آهک از شاخ حیوانات جدا شوند.
از کراتین به دست آمده برای ایجاد ژل هایی استفاده شد که با افزودن فرمالدئید تقویت شوند. بعداً آنها یاد گرفتند که کراتین را نه تنها از شاخ حیوانات، بلکه از خز آنها و همچنین از موهای انسان جدا کنند. مواد مبتنی بر کراتین در لوازم آرایشی، کامپوزیت ها و حتی در پوشش های قرص کاربرد دارند.
امروزه صنعت مطالعه و تولید مواد بادوام و سبک وزن به سرعت در حال توسعه است. مو، به طور طبیعی، یکی از مواد طبیعی است که الهام بخش این نوع تحقیقات است. مقاومت کششی پشم و موی انسان را در نظر بگیرید که بین 200 تا 260 مگاپاسکال است که معادل استحکام ویژه 150-200 مگاپاسکال بر میلی‌گرم متر مکعب است. و این تقریباً با فولاد (3 مگاپاسکال / میلی گرم متر مربع) قابل مقایسه است.
نقش اصلی در شکل گیری خواص مکانیکی مو توسط ساختار سلسله مراتبی آن ایفا می شود که یادآور عروسک ماتریوشکا است. مهمترین عنصر این ساختار، قشر داخلی سلولهای قشری (قطر حدود 5 میکرومتر و طول 100 میکرومتر)، متشکل از ماکروفیبریل های گروه بندی شده (قطر حدود 0.2-0.4 میکرومتر) است که به نوبه خود از رشته های میانی (7.5 نانومتر) تشکیل شده است. در قطر)، در یک ماتریس آمورف تعبیه شده است.
خواص مکانیکی مو، حساسیت آن به دما، رطوبت و تغییر شکل، نتیجه مستقیم برهمکنش اجزای بی شکل و کریستالی قشر پوست است. الیاف کراتین قشر موی انسان به طور معمول دارای کشیدگی بالا، با کرنش کششی بیش از 40٪ است.
چنین ارزش بالایی به دلیل باز شدن ساختار است аکراتین و در برخی موارد تبدیل آن به bکراتین، که منجر به افزایش طول می شود (چرخش کامل یک مارپیچ 0.52 نانومتری در پیکربندی به 1.2 نانومتر کشیده می شود. b). این یکی از دلایل اصلی است که بسیاری از مطالعات به طور خاص بر روی کراتین متمرکز شده اند تا آن را به شکل مصنوعی بازسازی کنند. اما لایه بیرونی مو (کوتیکول)، همانطور که قبلاً می دانیم، از صفحات (0.3-0.5 میکرون ضخامت و 40-60 میکرون طول) تشکیل شده است.
پیش از این، دانشمندان قبلاً تحقیقاتی را در مورد خواص مکانیکی موی افراد از گروه‌های سنی و قومی مختلف انجام داده‌اند. در این اثر بر بررسی تفاوت‌های خواص مکانیکی موی گونه‌های مختلف جانوری، یعنی: انسان، اسب، خرس، گراز وحشی، کاپیبارا، پکاری، زرافه و فیل تأکید شده است.
نتایج مطالعه
تصویر شماره 1: مورفولوژی موی انسان (А - کوتیکول؛ В - شکستگی قشر مغز؛ نشان دادن انتهای الیاف، С - سطح گسل که در آن سه لایه قابل مشاهده است. D - سطح جانبی قشر، نشان دهنده کشیدگی فیبر).
قطر موی انسان بالغ حدود 80 تا 100 میکرون است. با مراقبت از موی معمولی، ظاهر آنها کاملاً جامع است (1A). جزء داخلی موی انسان قشر فیبری است. پس از آزمایش کشش، مشخص شد که کوتیکول و قشر موی انسان به طور متفاوتی شکستند: کوتیکول به طور معمول به صورت سایشی شکسته می شود (مچاله می شود)، و الیاف کراتین در قشر پوست کنده شده و از ساختار کلی بیرون کشیده می شود.1V).
به تصویر کشیده شده است 1S سطح شکننده کوتیکول با تجسم لایه ها به وضوح قابل مشاهده است که صفحات کوتیکول روی هم قرار دارند و ضخامتی بین 350 تا 400 نانومتر دارند. لایه لایه مشاهده شده در سطح شکستگی، و همچنین ماهیت شکننده این سطح، نشان دهنده ارتباط بین سطحی ضعیف بین کوتیکول و قشر و بین الیاف داخل قشر است.
الیاف کراتین در قشر پوست لایه برداری شد (1D). این نشان می دهد که قشر فیبری در درجه اول مسئول استحکام مکانیکی مو است.
تصویر شماره 2: مورفولوژی موی اسب (А - کوتیکول که برخی از صفحات آن به دلیل عدم مراقبت کمی انحراف دارند. В - ظاهر پارگی؛ С - جزئیات پارگی قشر، جایی که کوتیکول پاره شده قابل مشاهده است. D - جزئیات کوتیکول).
ساختار موی اسب به جز قطر آن که 50 درصد بزرگتر است (150 میکرون) شبیه موی انسان است. در تصویر 2A شما می توانید آسیب آشکار به کوتیکول را ببینید، جایی که بسیاری از صفحات به اندازه موی انسان به شفت متصل نیستند. محل شکستگی موی اسب دارای هر دو شکستگی طبیعی و شکستگی مو (لایه لایه شدن صفحات کوتیکول) است. بر 2V هر دو نوع آسیب قابل مشاهده است. در مناطقی که لاملاها به طور کامل کنده شده اند، سطح مشترک بین کوتیکول و کورتکس قابل مشاهده است.2S). چندین الیاف در سطح مشترک پاره شده و لایه لایه شدند. مقایسه این مشاهدات با مشاهدات قبلی (موی انسان)، چنین شکست‌هایی نشان می‌دهد که موهای اسب به اندازه موهای انسان استرسی را تجربه نکرده‌اند که الیاف قشر پوست بیرون کشیده شده و به طور کامل از کوتیکول جدا شده‌اند. همچنین مشاهده می شود که برخی از صفحات از میله جدا شده اند که ممکن است به دلیل تنش کششی باشد.2D).
تصویر شماره 3: مورفولوژی موی خرس (А - کوتیکول؛ В - آسیب در دو نقطه مرتبط با ناحیه پارگی؛ С - ترک خوردگی کوتیکول با لایه لایه شدن الیاف در قشر مغز؛ D - جزئیات ساختار الیاف، چندین الیاف کشیده از ساختار کلی قابل مشاهده است).
ضخامت موی خرس 80 میکرون است. صفحات کوتیکول بسیار محکم به یکدیگر چسبیده اند (3A، و در برخی مناطق حتی تشخیص صفحات جداگانه دشوار است. این ممکن است به دلیل اصطکاک مو در برابر موهای همسایه باشد. تحت تنش کششی، این موها به معنای واقعی کلمه با ظاهر شدن ترک‌های طولانی شکافته می‌شوند 3B)، نشان می دهد که با اثر اتصال ضعیف کوتیکول آسیب دیده، الیاف کراتین در قشر به راحتی لایه لایه می شوند. لایه لایه شدن قشر باعث شکستگی در کوتیکول می شود، همانطور که الگوی زیگزاگی شکستگی نشان می دهد.3S). این کشش باعث می شود که برخی از الیاف از قشر بیرون کشیده شوند (3D).
تصویر شماره 4: مورفولوژی موی گراز (А - شکستگی خط موی صاف معمولی؛ В - ساختار کوتیکول وضعیت ضعیفی از یکپارچگی (گروه بندی) صفحات را نشان می دهد. С - جزئیات شکاف در سطح مشترک بین کوتیکول و کورتکس؛ D - الیاف کشیده شده از کل جرم و فیبرهای بیرون زده).
موهای گراز کاملاً ضخیم است (230 میلی متر) به خصوص در مقایسه با موهای خرس. پاره شدن موی گراز هنگام آسیب دیدگی کاملاً واضح به نظر می رسد (4A) عمود بر جهت تنش کششی.
صفحات کوتیکول در معرض نسبتا کوچک از بدنه اصلی مو به دلیل کشیده شدن لبه های آنها پاره شد.4V).
در سطح منطقه تخریب، لایه لایه شدن الیاف به وضوح قابل مشاهده است؛ همچنین مشخص است که آنها در داخل قشر به یکدیگر بسیار محکم وصل شده اند.4S). فقط الیاف در سطح مشترک بین قشر و کوتیکول به دلیل جدا شدن در معرض دید قرار گرفتند.4D) که وجود فیبریل های قشر ضخیم (قطر 250 نانومتر) را نشان داد. برخی از فیبریل ها به دلیل تغییر شکل کمی بیرون زدند. آنها قرار است به عنوان یک عامل تقویت کننده برای موهای گراز عمل کنند.
تصویر شماره 5: مورفولوژی موی فیل (А - С) و زرافه (D - F). А - کوتیکول؛ В - شکستن گام به گام مو؛ С - حفره های داخل مو نشان می دهد که الیاف در کجا پاره شده اند. D - صفحات کوتیکولی؛ Е - حتی شکستن مو؛ F - الیاف پاره شده از سطح در ناحیه شکستگی.
ضخامت موی بچه فیل می تواند حدود 330 میکرون باشد و در یک فرد بالغ به 1.5 میلی متر برسد. تشخیص صفحات روی سطح دشوار است (5Aموی فیل نیز مستعد تجزیه طبیعی است، یعنی. به شکست کششی خالص. علاوه بر این، مورفولوژی سطح شکستگی ظاهر پلکانی را نشان می دهد (5V، احتمالاً به دلیل وجود نقص های جزئی در قشر مو است. برخی از سوراخ‌های کوچک نیز روی سطح شکستگی دیده می‌شوند، جایی که فیبریل‌های تقویت‌کننده احتمالاً قبل از آسیب قرار داشتند.5S).
موهای زرافه نیز کاملاً ضخیم است (370 میکرون)، اگرچه چینش صفحات کوتیکول چندان واضح نیست.5D). اعتقاد بر این است که این به دلیل آسیب آنها توسط عوامل مختلف محیطی (به عنوان مثال، اصطکاک در برابر درختان در هنگام تغذیه) است. علیرغم تفاوت ها، شکستن موی زرافه شبیه به موی فیل بود (5F).
تصویر شماره 6: مورفولوژی موی کاپیبارا (А - ساختار کوتیکولی دوتایی صفحات؛ В - پارگی ساختار دوگانه؛ С - الیاف نزدیک مرز پارگی شکننده و سفت به نظر می رسند. D - الیاف دراز از ناحیه پارگی ساختار دوگانه).
موهای کاپیبارا و پکی با سایر موهای مورد مطالعه متفاوت است. در کاپیبارا، تفاوت اصلی وجود یک پیکربندی کوتیکول دوتایی و شکل موی بیضی است (6A). شیار بین دو قسمت آینه ای مو برای حذف سریعتر آب از خز حیوان و همچنین برای تهویه بهتر که باعث می شود سریعتر خشک شود ضروری است. هنگام قرار گرفتن در معرض کشش، موها در امتداد شیار به دو قسمت تقسیم می شوند و هر قسمت از بین می رود.6V). بسیاری از الیاف قشر جدا شده و کشیده می شوند (6S и 6D).
تصویر شماره 7: مورفولوژی موی پکاری (А - ساختار کوتیکول و محل پارگی؛ В - مورفولوژی تخریب قشر و جزئیات ساختار آن؛ С - سلول های بسته (قطر 20 میکرون) که دیواره های آنها از الیاف تشکیل شده است. D - دیواره های سلولی).
پکاری ها (خانواده Tayassuidae، یعنی پکاری) مو دارای قشر متخلخل است و لایه کوتیکول صفحات مشخصی ندارد (7A). قشر مو حاوی سلول های بسته به اندازه 10-30 میکرون است.7Vکه دیواره های آن از الیاف کراتین تشکیل شده است (7S). این دیوارها کاملا متخلخل هستند و اندازه یک منافذ حدود 0.5-3 میکرون است.7D).
همانطور که در تصویر مشاهده می شود 7Aبدون تکیه گاه قشر فیبری، کوتیکول در امتداد خط شکست ترک می خورد و الیاف در برخی نقاط به بیرون کشیده می شوند. این ساختار مو برای عمودی تر کردن مو، افزایش بصری اندازه حیوان، که ممکن است مکانیزم دفاعی برای پکی باشد، ضروری است. موی پکاری به خوبی در برابر فشار مقاومت می کند، اما با کشش مقابله نمی کند.
دانشمندان با درک ویژگی های ساختاری موهای حیوانات مختلف و همچنین انواع آسیب های ناشی از کشش، شروع به توصیف خواص مکانیکی کردند.
تصویر شماره 8: نمودار تغییر شکل برای هر نوع مو و نمودار تنظیمات آزمایشی برای به دست آوردن داده ها (نرخ کرنش 10-2 s-1).
همانطور که از نمودار بالا مشاهده می شود، پاسخ به کشش در موهای گونه های مختلف جانوری کاملاً متفاوت بود. بنابراین، موهای یک شخص، یک اسب، یک گراز و یک خرس واکنشی مشابه واکنش پشم (نه شخص دیگری، بلکه یک ماده نساجی) نشان داد.
در یک مدول الاستیک نسبتاً بالا 3.5-5 GPa، منحنی ها از یک ناحیه خطی (الاستیک) تشکیل شده و به دنبال آن یک فلات با تنش آهسته افزایش یافته تا کرنش 0.20-0.25، پس از آن سرعت سخت شدن به طور قابل توجهی افزایش می یابد تا زمانی که کرنش شکست 0.40. منطقه فلات به باز شدن اشاره دارد аساختار مارپیچی رشته های میانی کراتین که در برخی موارد می تواند (تا حدی) تبدیل شود b-ورق (سازه های مسطح). باز شدن کامل منجر به تغییر شکل 1.31 می شود که به طور قابل توجهی بیشتر از پایان این مرحله (0.20-0.25) است.
قسمت کریستالی نخ مانند ساختار توسط یک ماتریس بی شکل احاطه شده است که تغییر شکل نمی دهد. قسمت آمورف حدود 55 درصد از حجم کل را تشکیل می دهد، اما فقط در صورتی که قطر رشته های میانی 7 نانومتر باشد و با 2 نانومتر ماده آمورف از هم جدا شوند. چنین شاخص های دقیقی در مطالعات قبلی به دست آمده است.
در طول مرحله سخت شدن تغییر شکل، لغزش بین الیاف قشر مغز و همچنین بین عناصر ساختاری کوچکتر مانند میکروفیبریل ها، رشته های میانی و ماتریس آمورف رخ می دهد.
موهای زرافه، فیل و پکی پاسخ سخت شدن نسبتا خطی را بدون تمایز واضح بین فلات ها و مناطق سخت شدن سریع (قله ها) نشان می دهند. مدول الاستیک نسبتا کم است و حدود 2 گیگا پاسکال است.
بر خلاف گونه های دیگر، موهای کاپیبارا واکنشی را نشان می دهند که مشخصه آن سخت شدن سریع در هنگام اعمال تنش های متوالی است. این مشاهده با ساختار غیر معمول موهای کاپیبارا یا به طور دقیق تر با وجود دو قسمت متقارن و یک شیار طولی بین آنها مرتبط است.
مطالعات قبلی قبلاً انجام شده است که نشان می دهد مدول یانگ (مدول الاستیک طولی) با افزایش قطر مو در گونه های مختلف جانوری کاهش می یابد. این آثار اشاره کردند که مدول یانگ پکیری به طور قابل توجهی کمتر از سایر حیوانات است که ممکن است به دلیل تخلخل ساختار موی آن باشد.
همچنین کنجکاو است که پکری ها هر دو ناحیه سیاه و سفید روی موهای خود دارند (دو رنگ). شکستگی های کششی اغلب در ناحیه سفید مو رخ می دهد. افزایش مقاومت ناحیه سیاه به دلیل وجود ملانوزوم است که منحصراً در موهای سیاه یافت می شود.
همه این مشاهدات واقعا منحصر به فرد هستند، اما سوال اصلی باقی می ماند: آیا ابعاد مو در استحکام آن نقش دارد؟
اگر مو را در پستانداران توصیف کنیم، می توانیم حقایق اصلی را که برای محققان شناخته شده است برجسته کنیم:
- در اکثر انواع مو در قسمت مرکزی ضخیم تر است و به سمت انتها مخروطی می شود. پوست حیوانات وحشی به دلیل زیستگاه آنها ضخیم تر است.
- تغییرات در قطر موهای یک گونه نشان می دهد که ضخامت بیشتر موها در محدوده ضخامت عمومی برای یک گونه حیوانی مشخص متفاوت است. ضخامت موها ممکن است در بین نمایندگان مختلف یک گونه متفاوت باشد، اما آنچه بر این تفاوت تأثیر می گذارد هنوز ناشناخته است.
- گونه های مختلف پستانداران دارای ضخامت موهای متفاوتی هستند (هرچند که ممکن است کلیشه ای به نظر برسد).
با جمع‌بندی این حقایق عمومی و داده‌های به‌دست‌آمده در طول آزمایش‌ها، دانشمندان توانستند تمام نتایج را با هم مقایسه کنند تا رابطه‌ای بین ضخامت مو و استحکام آن ایجاد کنند.
تصویر شماره 9: رابطه ضخامت مو و قدرت آن در گونه های مختلف جانوری.
به دلیل تفاوت در قطر مو و قابلیت انبساط، دانشمندان تصمیم گرفتند که ببینند آیا تنش های کششی آنها را می توان بر اساس آمار Weibull پیش بینی کرد، که به طور خاص می تواند تفاوت در اندازه نمونه و اندازه نقص حاصل را توضیح دهد.
فرض بر این است که یک بخش مو با حجم V состоит из n عناصر حجم و هر واحد حجم V0 دارای توزیع مشابهی از نقص است. با استفاده از ضعیف ترین فرض لینک، در یک سطح ولتاژ معین σ احتمال P حفظ یکپارچگی یک بخش مو با حجم V را می توان به عنوان حاصل ضرب احتمالات اضافی حفظ یکپارچگی هر یک از عناصر حجم بیان کرد، یعنی:
P(V) = P(V0🇧🇷 P(V0)… · P(V0) = · P(V0)n
حجم کجاست V حاوی n عنصر حجمی است V0. با افزایش ولتاژ P(V) به طور طبیعی کاهش می یابد.
با استفاده از توزیع دو پارامتری Weibull، احتمال شکست کل حجم را می توان به صورت زیر بیان کرد:
1 - P = 1 - Expand [ -V/V0 · (σ/σ0) متر]
جایی که σ - ولتاژ اعمال شده، σ0 قدرت مشخصه (مرجع) و m - مدول Weibull، که معیاری برای تغییر ویژگی است. شایان ذکر است که احتمال تخریب با افزایش حجم نمونه افزایش می یابد V در ولتاژ ثابت σ.
روی نمودار 9A توزیع Weibull تنش های شکست تجربی برای موی انسان و کاپیبارا نشان داده شده است. منحنی ها برای گونه های دیگر با استفاده از فرمول #2 با همان مقدار m که برای موهای انسان پیش بینی شد (m =
میانگین قطرهای استفاده شده عبارت بودند از: گراز - 235 میکرومتر، اسب - 200 میکرومتر، پکی - 300 میکرومتر، خرس - 70 میکرومتر، موی فیل - 345 میکرومتر و زرافه - 370 میکرومتر.
بر اساس این واقعیت که تنش شکست را می توان در تعیین کرد P(V) = 0.5، این نتایج نشان می دهد که تنش شکست با افزایش قطر مو در بین گونه ها کاهش می یابد.
روی نمودار 9V تنش های گسیختگی پیش بینی شده را با احتمال شکست 50% نشان می دهد (P(V) = 0.5) و میانگین تنش شکست تجربی برای گونه های مختلف.
مشخص می شود که با افزایش قطر مو از 100 به 350 میلی متر، تنش شکستگی آن از 200-250 MPa به 125-150 MPa کاهش می یابد. نتایج شبیه‌سازی توزیع Weibull با نتایج مشاهدات واقعی مطابقت دارد. تنها استثنا موی پکاری است زیرا بسیار متخلخل است. استحکام واقعی موهای پکی کمتر از آن چیزی است که توسط مدل‌سازی توزیع Weibull نشان داده شده است.
برای آشنایی دقیق تر با تفاوت های ظریف مطالعه، توصیه می کنم نگاه کنید и به او.
خاتمه
نتیجه اصلی مشاهدات فوق این است که موهای ضخیم معادل موهای قوی نیست. درست است ، همانطور که خود دانشمندان می گویند ، این بیانیه کشف هزاره نیست ، زیرا مشاهدات مشابهی هنگام مطالعه سیم فلزی انجام شد. نکته در اینجا حتی در فیزیک، مکانیک یا زیست شناسی نیست، بلکه در آمار است - هر چه جسم بزرگتر باشد، دامنه نقص بیشتر است.
دانشمندان بر این باورند که کاری که امروز بررسی کردیم به همکارانشان در ایجاد مواد مصنوعی جدید کمک خواهد کرد. مشکل اصلی این است که با وجود توسعه فناوری های مدرن، آنها هنوز قادر به ایجاد چیزی مانند موی انسان یا فیل نیستند. از این گذشته، ایجاد چیزی بسیار کوچک در حال حاضر یک چالش است، نه به ذکر ساختار پیچیده آن.
همانطور که می بینیم، این مطالعه نشان داده است که نه تنها ابریشم عنکبوت به عنوان الهام بخش مواد فوق العاده قوی و فوق سبک آینده ارزش توجه دانشمندان را دارد، بلکه موهای انسان نیز می توانند با خواص مکانیکی و استحکام شگفت انگیز خود شگفت زده شوند.
ممنون که خواندید، کنجکاو باشید و هفته خوبی داشته باشید بچه ها. 🙂
چند تبلیغ 🙂
از اینکه با ما ماندید متشکرم آیا مقالات ما را دوست دارید؟ آیا می خواهید مطالب جالب تری ببینید؟ با ثبت سفارش یا معرفی به دوستان از ما حمایت کنید , یک آنالوگ منحصر به فرد از سرورهای سطح ورودی که توسط ما برای شما اختراع شده است: (در دسترس با RAID1 و RAID10، حداکثر 24 هسته و حداکثر 40 گیگابایت DDR4).
Dell R730xd 2 برابر ارزان تر در مرکز داده Equinix Tier IV در آمستردام؟ فقط اینجا در هلند! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - از 99 دلار! در مورد بخوانید
منبع: www.habr.com