HÄr för den moderna mÀnniskan Àr inte mer Àn ett element av visuell sjÀlvidentifiering, en del av image och stil. Trots detta har dessa hornliknande formationer pÄ huden flera viktiga biologiska funktioner: skydd, termoreglering, kÀnsel etc. Hur starka Àr vÄra hÄrstrÄn egentligen? Som det visar sig Àr de mÄnga gÄnger starkare Àn hÄr frÄn en elefant eller en giraff.
Idag kommer vi att bekanta oss med en studie dÀr forskare frÄn Kaliforniens universitet (USA) beslöt att undersöka hur tjockleken pÄ hÄr och dess styrka korrelerar hos olika djurarter, inklusive mÀnniskor. Vilka hÄr visade sig vara de starkaste, vilka mekaniska egenskaper har hÄret frÄn olika arter, och hur kan denna forskning hjÀlpa till med utvecklingen av nya typer av material? Det fÄr vi veta i forskarnas presentation. LÄt oss börja.
Forskningsgrund
HÄr, som frÀmst bestÄr av proteinet keratin, Àr hornliknande formationer pÄ huden hos dÀggdjur. Faktum Àr att hÄr, pÀls och fÀll synonymt. Strukturellt bestÄr hÄret av lager av keratin som ligger över varandra som fallen dominobrickor. Varje hÄrstrÄ har tre lager: kutikulan - det yttre och skyddande lagret; kortex - den kortikala substansen som bestÄr av förlÀngda döda celler (viktig för styrkan och elasticiteten hos hÄret, bestÀmmer dess fÀrg genom melaninet) och medulla - det centrala lagret av hÄrstrÄet, som bestÄr av mjuka keratin-celler och luftfickor som deltar i transporten av nÀringsÀmnen till andra lager.
Om vi delar hÄret vertikalt fÄr vi en överhudslik del (stammen) och en underhudslik del (löken eller roten). Löken omges av en follikel, vars form avgör formen pÄ sjÀlva hÄret: rund follikel - rakt, oval follikel - lÀtt krulligt, njurliknande follikel - lockigt.
MĂ„nga forskare föreslĂ„r att mĂ€nniskans evolution förĂ€ndras pĂ„ grund av teknologisk utveckling. Vissa organ och strukturer i vĂ„ra kroppar blir gradvis rudimentĂ€ra â sĂ„dana som har förlorat sin ursprungliga funktion. Exempel pĂ„ sĂ„dana kroppsdela Ă€r visdomstĂ€nder, blindtarmsbenet och kroppshĂ„r. Med andra ord, forskarna anser att med tiden kommer dessa strukturer helt enkelt att försvinna ur vĂ„r anatomi. Huruvida detta Ă€r sant eller inte Ă€r svĂ„rt att sĂ€ga, men för mĂ„nga mĂ€nniskor associeras visdomstĂ€nder exempelvis med besök hos tandlĂ€karen för deras oundvikliga avlĂ€gsnande.
Hur som helst Àr hÄr viktiga för mÀnniskor, de kanske inte lÀngre spelar en avgörande roll i termoregleringen, men de Àr fortfarande en vÀsentlig del av estetiken. Detsamma kan sÀgas om den globala kulturen. I mÄnga lÀnder har hÄr sedan urminnes tider ansetts vara kÀllan till all styrka, och deras klippning kopplades till möjliga hÀlsoproblem och till och med motgÄngar i livet. HÄrs sakrala betydelse har överfört sig frÄn schamaniska riter i gamla stammar till mer moderna religioner, verk av författare, konstnÀrer och skulptörer. I synnerhet har kvinnlig skönhet ofta varit nÀra kopplad till hur hÄret pÄ de Àlskade damerna sÄg ut eller avbildades (till exempel i mÄlningar).
Observera hur detaljerat Venus hÄr Àr avbildat (Sandro Botticelli, "Venus födelse", 1485).
LÄt oss lÀmna den kulturella och estetiska aspekten av hÄr Ät sidan och börja granska forskarnas undersökning.
HĂ„r, i nĂ„gon form, finns hos mĂ„nga arter av dĂ€ggdjur. Om det för mĂ€nniskor inte lĂ€ngre Ă€r sĂ„ viktigt ur biologisk synvinkel, sĂ„ Ă€r pĂ€ls och hĂ„r livsviktiga attribut för andra djurarter. ĂndĂ„ Ă€r den grundlĂ€ggande strukturen av mĂ€nniskohĂ„r och till exempel elefanthĂ„r mycket lik, Ă€ven om det finns skillnader. Det mest uppenbara av dem Ă€r storlek, eftersom elefanthĂ„r Ă€r mycket tjockare Ă€n vĂ„rt, men som det visat sig, inte starkare.
Forskare har studerat hÄr och pÀls i ganska lÄng tid. Resultaten av dessa studier har tillÀmpats bÄde inom kosmetik och medicin samt inom den lÀtta industrin (eller som den omtalade Kalugina L.P. skulle sÀga: "den lÀtta industrin"), mer specifikt inom textilindustrin. Dessutom har studiet av hÄr varit till stor hjÀlp inom utvecklingen av biokeramiska material baserade pÄ keratin, vilket tidigt pÄ förra seklet lÀrdes utvinna frÄn djurhorn med hjÀlp av kalk.
Det framstĂ€llda keratinet anvĂ€ndes för att skapa geler som kunde förstĂ€rkas genom tillsats av formaldehyd. Senare lĂ€rde man sig att utvinna keratin inte bara frĂ„n djurhorn, utan ocksĂ„ frĂ„n deras pĂ€ls och Ă€ven frĂ„n mĂ€nniskohĂ„r. Ămnen som bestĂ„r av keratin har funnit tillĂ€mpning inom kosmetika, kompositer och till och med som belĂ€ggningar för tabletter.
I vÄra dagar utvecklas industrin för studier och produktion av starka och lÀtta material snabbt. HÄr, som sÄdant, Àr ett av de naturliga materialen som inspirerar till denna typ av forskning. HÀr bör nÀmnas att draghÄllfastheten hos pÀls och mÀnniskohÄr uppgÄr till 200 till 260 MPa, vilket motsvarar en specifik styrka pÄ 150-200 MPa / mg m-3. Detta Àr praktiskt taget jÀmförbart med stÄl (250 MPa / mg m-3).
Den avgörande rollen i att forma hĂ„rstrĂ„ets mekaniska egenskaper spelas av dess hierarkiska struktur, som pĂ„minner om en matryoshka. Den viktigaste komponenten i denna struktur Ă€r den inre barken av barkceller (diameter cirka 5 ÎŒm, lĂ€ngd 100 ÎŒm), som bestĂ„r av grupperade makrofibriller (diameter cirka 0,2-0,4 ÎŒm), som i sin tur bestĂ„r av intermediĂ€ra filament (7,5 nm i diameter) som Ă€r integrerade i en amorf matris.
HÄrstrÄets mekaniska egenskaper, dess kÀnslighet för temperatur, fuktighet och deformation Àr en direkt följd av interaktionen mellan de amorfa och kristallina komponenterna i barken. Keratinfibrerna i mÀnniskohÄret har vanligtvis en högre elasticitet, med en bristdeformation pÄ över 40%.
SĂ„dana höga vĂ€rden beror pĂ„ avvecklingen av strukturen Mer Ă€n 40 000 kunder i över 120 lĂ€nder-keratin och, i vissa fall, dess omvandling till b-keratin, vilket leder till en ökning av lĂ€ngden (ett fullstĂ€ndigt varv av spiralen 0,52 nm strĂ€cker sig upp till 1,2 nm i konfiguration) b). Detta Ă€r en av de huvudsakliga orsakerna till att mĂ„nga studier har fokuserat pĂ„ keratin för att Ă„terskapa det i syntetisk form. Det yttre lagret av hĂ„r (kutikula), som vi redan vet, bestĂ„r av plattor (0,3â0,5 ÎŒm tjocka och 40â60 ÎŒm lĂ„nga).
Tidigare har forskare genomfört studier om de mekaniska egenskaperna hos hÄr frÄn mÀnniskor i olika Älders- och etniska grupper. I detta arbete har fokus lagts pÄ att studera skillnaderna i de mekaniska egenskaperna hos hÄr frÄn olika djurarter, nÀmligen: mÀnniska, hÀst, björn, vildsvin, kapybara, pekar, giraff och elefant.
Forskningsresultat
Bild â1: morfologi av mĂ€nniskohĂ„r (A â kutikula; I â brott av kortexet; som visar Ă€ndarna pĂ„ fibrerna, Med â brottsyta dĂ€r tre lager Ă€r synliga; D â lateral yta av kortexet som visar uttĂ€njningen av fibrer).
Ett vuxet mĂ€nniskohĂ„r har en diameter pĂ„ cirka 80â100 ÎŒm. Med normalt hĂ„rvĂ„rd Ă€r utseendet pĂ„ hĂ„ret ganska intakt (1A). Den inre komponenten av mĂ€nniskohĂ„ret Ă€r fibröst kortex. Efter dragprov utfördes det att kutikula och kortex hos mĂ€nniskohĂ„r bröts pĂ„ olika sĂ€tt: kutikula bröts vanligtvis abrasivt (skred), medan keratinfibrerna i kortexet delades och drogs ut frĂ„n den totala strukturen (1B).
PĂ„ bilden 1C den spröda ytan av kutikula syns tydligt med visualisering av lager som bestĂ„r av överlappande plattor av kutikula och har en tjocklek pĂ„ 350â400 nm. Den observerade avskiljningen pĂ„ brottytan samt den spröda naturen hos denna yta visar pĂ„ en svag interfasebindning mellan kutikula och kortex samt mellan fibrerna i kortexet.
Keratinfibrerna i kortexet har delats (1D). Detta visar att det fibrösa kortexet i första hand ansvarar för det mekaniska motstÄndet hos hÄret.
Bild â2: morfologi av hĂ€sthĂ„r (A â kutikula, vissa plattor som Ă€r nĂ„got avvikande pĂ„ grund av bristande vĂ„rd; I â utseendet av brott; Med â detaljer kring kortexets brott, dĂ€r den avdragna kutikulan syns; D â detaljer av kutikula).
Strukturen av hĂ€sthĂ„r liknar den av mĂ€nniskohĂ„r, med undantag av diametern som Ă€r 50% större (150 ÎŒm). PĂ„ bilden 2A man kan se uppenbara skador pĂ„ kutikulan, dĂ€r mĂ„nga plattor inte Ă€r lika tĂ€tt kopplade till stammen som de var pĂ„ mĂ€nniskohĂ„r. Det brustna stĂ€llet pĂ„ hĂ€sthĂ„ret innehĂ„ller bĂ„de vanliga brott och bristningar i hĂ„ret (avskiktning av kutikulaplatten). PĂ„ 2B syns bĂ„da varianterna av skador. PĂ„ omrĂ„den dĂ€r plattorna har helt lossnat syns grĂ€nssnittet mellan kutikulan och cortex (2C). Flera fibrer har slitits loss och avskiktats i grĂ€nsomrĂ„det. JĂ€mför man dessa observationer med tidigare (mĂ€nskligt hĂ„r) indikerar liknande skador att hĂ€sthĂ„r inte har upplevt samma höga pĂ„frestning som mĂ€nskligt hĂ„r nĂ€r fibrerna i cortex har dragits ut och helt avskiljts frĂ„n kutikulan. Det syns ocksĂ„ att vissa plattor har kopplats bort frĂ„n stammen, vilket kan relateras till dragspĂ€nning (2D).
Bild â3: morfologin av björnhĂ„r (A â kutikula; I â skador pĂ„ tvĂ„ punkter relaterade till bristningsomrĂ„det; Med â sprickbildning av kutikulan med avskiktning av fibrerna i cortex; D â detaljer om fiberstrukturen, flera utdragna fibrer syns ur den övergripande strukturen).
Tjockleken pĂ„ björnhĂ„ret Ă€r 80 ÎŒm. Kutikulaplatten Ă€r extremt tĂ€tt fĂ€st vid varandra (3A), och i vissa omrĂ„den kan man till och med ha svĂ„rt att sĂ€rskilja de enskilda plattorna. Detta kan relateras till friktionen mellan hĂ„ret och dess grannar. Vid dragspĂ€nning bröt dessa hĂ„rliteralt upp med lĂ„nga sprickor (insert pĂ„ 3B), vilket indikerar att vid en svag bindningseffekt i den skadade kutikulan avskiltades keratinfibrerna i cortex lĂ€tt. Avskiktning av cortex leder till bristning av kutikulan, vilket bekrĂ€ftas av det zigzagformade bristmönstret (3C). Denna spĂ€nning leder till att vissa fibrer dras ut frĂ„n cortex (3D).
Bild â4: morfologin av vildsvinshĂ„r (A â vanlig platt bristning av hĂ„r; I â kutikula-strukturen visar dĂ„ligt tillstĂ„nd av integritet (gruppering) av plattorna; Med â detaljer om bristningen vid grĂ€nsen mellan kutikula och cortex; D â utdragna fibrer som sticker ut frĂ„n den övergripande massan och fibrillerna).
VildsvinshÄr Àr ganska tjockt (230 mm), sÀrskilt i jÀmförelse med björnhÄr. Bristen i vildsvinshÄr vid skada Àr tydligt synlig (4A) vinkelrÀtt mot spÀnningsriktningen vid strÀckning.
Relativt smÄ blottade kutikula-plattor bröts av frÄn huvudkroppen av hÄret pÄ grund av att kanterna strÀcktes (4B).
PÄ ytan av brottzonen syns tydligt delaminering av fibrerna, och det Àr ocksÄ tydligt att de var mycket tÀtt kopplade till varandra inuti kortexet (4C). Endast fibrerna vid grÀnssnittet mellan kortexet och kutikulan blottades pÄ grund av separation (4D), vilket avslöjade nÀrvaron av tjocka kortex-fibriller (250 nm i diameter). Vissa av fibrillerna stötte nÄgot utÄt pÄ grund av deformation. Antas att de fungerar som förstÀrkning för svinhÄr.
Bild nr 5: morfologi av elefanthĂ„r (A â Med) och giraff (D â F). A â kutikula; I â trappstegsliknande brott av hĂ„ret; Med â hĂ„ligheter inuti hĂ„ret indikerar var fibrerna har dragits ut. D â kutikulĂ€ra plattor; E â jĂ€mnt brott av hĂ„ret; F â fibrer som dragits ut frĂ„n ytan i brottomrĂ„det.
HĂ„ret hos en elefantunge kan vara ungefĂ€r 330 ÎŒm tjockt, medan hos en vuxen kan det nĂ„ 1,5 mm. Plattorna pĂ„ ytan Ă€r svĂ„ra att sĂ€rskilja (5A). ElefanthĂ„r Ă€r ocksĂ„ benĂ€get för normalt brott, det vill sĂ€ga rent brott vid strĂ€ckning. Ytans morfologi vid brott visar en trappstegsform (5B), vilket möjligen beror pĂ„ förekomsten av smĂ„ defekter i kortexet av hĂ„ret. PĂ„ brottytan kan man ocksĂ„ se nĂ„gra smĂ„ hĂ„l dĂ€r förstĂ€rkande fibriller antagligen fanns innan skadorna (5ĐĄ).
HĂ„ret hos giraffen Ă€r ocksĂ„ ganska tjockt (370 ÎŒm), Ă€ven om placeringen av kutikula-plattorna inte Ă€r sĂ„ tydlig (5D). Det anses vara relaterat till deras skador frĂ„n olika miljöfaktorer (till exempel friktion mot trĂ€d under födosök). Trots skillnaderna var brottet av hĂ„ret hos giraffen liknande det hos elefanten (5F).
Bild nr 6: morfologi av kapibara-hĂ„r (A â dubbel kutikularstruktur av plattor; I â brott av den dubbla strukturen; Med â fibrer nĂ€ra brottgrĂ€nsen verkar sköra och styva; D â utdragna fibrer frĂ„n brottzonen av den dubbla strukturen).
HÄret hos kapibara och pekari skiljer sig frÄn alla andra undersökta hÄr. Hos kapibara Àr den huvudsakliga skillnaden den dubbla konfigurationen av kutikulan och den ovala formen av hÄret (6A). FÄrkanalen mellan de tvÄ spegelvÀnda hÄrdelarna Àr nödvÀndig för snabbare vattenavrinning frÄn djurets pÀls, samt för bÀttre ventilation, vilket gör att det kan torkas snabbare. Vid strÀckverkan delas hÄret lÀngs fÄrkanalen, och varje del gÄr i sönder (6B). MÄnga kortexfibrer splittras och strÀcks (6C och 6D).
Bild nr 7: morphology av pekarihĂ„r (A â uppbyggnad av kutikula och plats för brist; I â morfologi av kortexförstöring och detaljer i dess struktur; Med â stĂ€ngda celler (20 ÎŒm i diameter), vars vĂ€ggar bestĂ„r av fibrer; D â vĂ€ggarna av cellerna).
Hos pekari (familj Tayassuidae, det vill sĂ€ga pekarifamiljen) har hĂ„ret en porös kortex, och kutikullagret har inga tydliga plattor (7A). Kortex av hĂ„ret innehĂ„ller stĂ€ngda celler med en storlek pĂ„ 10-30 ÎŒm (7B), vars vĂ€ggar bestĂ„r av keratinfibrer (7C). Dessa vĂ€ggar Ă€r ganska porösa, och storleken pĂ„ en por Ă€r cirka 0,5-3 ÎŒm (7D).
Som ses pÄ bilden 7A, utan stöd av den fibrösa kortexen spricker kutikulan lÀngs bristlinjen, och fibrerna strÀcks pÄ vissa stÀllen. En sÄdan hÄrstruktur Àr nödvÀndig för att hÄret ska vara mer vertikalt, vilket visuellt ökar djurets storlek, vilket kan vara en skyddsmekanism för pekari. Pekarins hÄr motstÄr kompression ganska bra, men klarar inte av strÀckning.
NÀr forskarna hade förstÄtt de strukturella egenskaperna hos olika djurs hÄr och deras typer av skador pÄ grund av strÀckning, började de beskriva de mekaniska egenskaperna.
Bild nr 8: deformationdiagram för varje typ av hÄr och schemat för det experimentella arrangemanget för att samla data (deformationshastighet 10-2 s-1).
Som framgÄr av grafen ovan varierade reaktionen pÄ strÀckning för hÄr av olika djurarter ganska mycket. SÄ, hÄret frÄn mÀnniska, hÀst, vildsvin och björn visade en reaktion liknande den hos ull (inte frÄn nÄgon specifik, utan frÄn ett textilmaterial).
Vid en relativt hög elasticitetsmodul, som Ă€r 3.5â5 GPa, bestĂ„r kurvorna av ett linjĂ€rt (elastiskt) omrĂ„de, följt av en platĂ„ med lĂ„ngsamt vĂ€xande spĂ€nning tills deformationen nĂ„r 0.20â0.25, efter vilket hastigheten för förstĂ€rkning ökar betydligt till brottdeformationen pĂ„ 0.40. PlatĂ„omrĂ„det hĂ€nvisar till avsölning. Mer Ă€n 40 000 kunder i över 120 lĂ€nder-spiralstruktur av keratinintermediĂ€rfilament, som i vissa fall kan (delvis) omvandlas till b-ark (platta strukturer). En fullstĂ€ndig avveckling resulterar i en deformation av 1,31, vilket Ă€r betydligt högre Ă€n i slutet av detta stadium (0,20â0,25).
Den kristallina trÄdformade delen av strukturen omges av en amorf matris som inte transformeras. Den amorfa delen utgör omkring 55% av den totala volymen, men endast om diametern av de intermediÀra trÄdarna Àr 7 nm och att de Àr Ätskilda av det amorfa materialet med 2 nm. SÄdana exakta vÀrden har hÀrletts i tidigare genomförda studier.
I deformationsstadiet, som kÀnnetecknas av hÀrdning, sker glidning mellan de kortikala fibrerna samt mellan mindre strukturella element som mikrofibriller, intermediÀra trÄdar och den amorfa matrisen.
HÄr frÄn giraffer, elefanter och pekaris visar en relativt linjÀr hÀrdningsrespons utan ett klart skifte mellan platÄer och omrÄden med snabb hÀrdning (toppar). Elasticitetsmodulen Àr relativt lÄg och uppgÄr till cirka 2 GPa.
Till skillnad frÄn andra arter visar kapibara-hÄr en respons som kÀnnetecknas av snabb hÀrdning som pÄverkas av successiva spÀnningar. Detta observation Àr kopplad till den ovanliga strukturen av kapibara-hÄret, mer specifikt förekomsten av tvÄ symmetriska delar och en lÀngsgÄende fÄra mellan dem.
Tidigare studier har visat att Youngs modulus (modul av longitudinell elasticitet) minskar med ökad hÄrdiameter hos olika djurarter. I dessa arbeten noterades att Youngs modulus hos pekari Àr betydligt lÀgre Àn hos andra djur, vilket kan relateras till porositeten i strukturen av deras hÄr.
Det Àr ocksÄ intressant att pekari har bÄde svarta och vita omrÄden pÄ hÄret (tvÄfÀrghet). Brott vid strÀckning sker ofta just i det vita omrÄdet av hÄret. Den ökade motstÄndskraften i det svarta omrÄdet förklaras av nÀrvaron av melanosomer, som endast förekommer i svarta hÄr.
Alla dessa observationer Ă€r verkligen unika, men den centrala frĂ„gan kvarstĂ„r â spelar hĂ„rets dimensioner en roll för dess hĂ„llfasthet?
Om man beskriver pÀls hos dÀggdjur kan man lyfta fram nÄgra huvudfakta som forskare kÀnner till:
- hos de flesta arter Àr hÄret tjockare i den centrala delen och avtar mot spetsen; pÀlsen hos vilda djur Àr tjockare pÄ grund av deras livsmiljö;
- Àndringar i diameter hos hÄrstrÄn av samma art visar att tjockleken pÄ de flesta hÄrstrÄn varierar inom det gemensamma tjockleksintervallet för den aktuella djurarten. Tjockleken pÄ hÄrstrÄna kan variera mellan olika representanter av samma art; dock Àr det fortfarande oklart vad som pÄverkar denna skillnad;
- olika arter av dÀggdjur har olika hÄrtjocklek (hur banalt det Àn lÄter).
Genom att sammanfatta dessa allmÀnt kÀnda fakta och de data som erhÄllits frÄn experiment, kunde forskarna koppla samman alla resultat för att forma beroenden mellan hÄrtjocklek och dess styrka.
Bild Nr 9: förhÄllandet mellan hÄrtjocklek och dess styrka hos olika djurarter.
PÄ grund av skillnaderna i diameter och strÀckbarhet hos hÄret beslutade forskarna att undersöka om man kan förutsÀga deras bristspÀnning baserat pÄ Weibull-statistiken, som specifikt kan ta hÀnsyn till skillnader i provstorlek och resulterande felstorlek.
Det antas att segmentet av hĂ„ret med volymen V bestĂ„r av n volymelement, dĂ€r varje enskild volym V0 har en likartad fördelning av defekter. Genom att anvĂ€nda antagandet om den svagaste lĂ€nken, vid given spĂ€nning Ï kan sannolikheten P för att segmentet av hĂ„ret med volymen V uttryckas som produkten av de kompletterande sannolikheterna för att bevara integriteten hos varje volymelement, nĂ€mligen:
P(V) = P(V0) · P(V0)⊠· P(V0) = · P(V0)n
dÀr volymen V innehÄller n volymelement. V0Med ökande spÀnning P(V) minskas naturligt.
Genom att anvÀnda ett tvÄparameter Weibull-fördelning kan sannolikheten för att hela volymen förstörs uttryckas som:
1 â P = 1 â exp [ âV/V0 · (Ï/Ï0)m]
w Ï â applicerad spĂ€nning, Ï0 â karakteristisk (referens) styrka, och m â Weibull-modulen, som Ă€r ett mĂ„tt pĂ„ variabiliteten i egenskaper. Det bör noteras att sannolikheten för brott ökar med ökande urvalsvolym V vid konstant spĂ€nning Ï.
I grafen 9A Visningsfördelning av Weibull av experimentella brottspÀnningar för mÀnniskohÄr och kapybar. Kurvorna för andra arter förutsÀgs med anvÀndning av formel nr 2 med samma vÀrde pÄ m som för mÀnniskohÄr (m = 0.11).
Som genomsnittlig diameter anvĂ€ndes: vildsvin â 235 ”m, hĂ€st â 200 ”m, pekari â 300 ”m, björn â 70 ”m, elefant hĂ„r â 345 ”m och giraff â 370 ”m.
Med utgÄngspunkt i att brottspÀnningen kan bestÀmmas vid P(V) = 0,5, visar dessa resultat att brottspÀnningen minskar med ökad hÄrdiameter hos olika arter.
I grafen 9V visar förutsagda brottspÀnningar vid 50 % sannolikhet för brott (P(V) = 0,5) och genomsnittlig experimentell brottspÀnning för olika arter.
Det blir tydligt att nĂ€r hĂ„rdiametern ökar frĂ„n 100 till 350 mm minskar dess brottspĂ€nning frĂ„n 200â250 MPa till 125â150 MPa. Resultatet av Weibull-fördelningens simulering överensstĂ€mmer utmĂ€rkt med resultaten av faktiska observationer. Det enda undantaget Ă€r pekarhĂ„r, eftersom de Ă€r extremt porösa. Den faktiska styrkan hos pekarihĂ„ret Ă€r lĂ€gre Ă€n vad simuleringen av Weibull-fördelningen visade.
För en mer detaljerad förstÄelse av forskningsdetaljerna rekommenderar jag att du tittar in i och till detta.
Epilog
Den huvudsakliga slutsatsen av de ovanstĂ„ende observationerna Ă€r att tjocka hĂ„r inte Ă€r ekvivalent med starka. Som forskarna sjĂ€lva sĂ€ger, Ă€r detta pĂ„stĂ„ende inget tusenĂ„rsupptĂ€ckte, eftersom liknande observationer ocksĂ„ har gjorts vid studier av metalltrĂ„d. HĂ€r handlar det inte ens om fysik, mekanik eller biologi, utan om statistik â ju större objekt, desto mer utrymme för defekter.
Forskare tror att det arbete vi har diskuterat idag kommer att hjÀlpa deras kollegor att skapa nya syntetiska material. Huvudproblemet Àr att trots de avancerade moderna teknologierna, kan de Ànnu inte skapa nÄgot som liknar mÀnniskohÄr eller elefant. Att skapa nÄgot sÄ litet Àr redan en utmaning, för att inte tala om dess komplexa struktur.
Som vi ser har denna studie visat att lÄngt ifrÄn bara spindelns silke Àr vÀrt forskarnas uppmÀrksamhet som inspiration till framtida superstarka och superlÀtta material, utan Àven mÀnniskohÄr kan överraska med sina mekaniska egenskaper och förvÄnande hÄllfasthet.
Tack för uppmĂ€rksamheten, förbli nyfikna och ha en bra arbetsvecka, allihopa. đ
Lite reklam đ
Tack för att ni stannar kvar hos oss. Gillar ni vÄra artiklar? Vill ni se fler intressanta material? Stöd oss genom att göra en bestÀllning eller rekommendera oss till era vÀnner, , en unik motsvarighet till entry-level servrar som vi har skapat för er: (alternativ med RAID1 och RAID10 finns tillgÀngliga, upp till 24 kÀrnor och upp till 40GB DDR4).
Dell R730xd Ă€r tvĂ„ gĂ„nger billigare i datacentret Equinix Tier IV i Amsterdam? Bara hos oss i NederlĂ€nderna! Dell R420 â 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB â frĂ„n $99! LĂ€s om
KĂ€lla: habr.com
