Pozemské organismy vylepšovaly svou stavbu evolucí po miliony let, a tak není divu, že se v řadě případů dopracovaly k dokonalosti. Platí to i o našich kostech. Vzdorují nejrůznějším typům namáhání, a přitom jsou poměrně lehké. Vděčí za to vnitřní houbovité struktuře kryté na povrchu „zahuštěnou“ kompaktní kostí.

Reza Moini a Shashank Gupta z univerzity v americkém Princetonu se při vývoji nových stavebních hmot inspirovali povrchovou vrstvou kostí označovanou také jako kortikální kost. Té dodávají na houževnatosti trubicovité útvary, takzvané osteony, uložené v organické hmotě a obklopené tenkou vrstvou materiálu, známou jako cementová linie. Mikroskopické trhliny se šíří právě touto linií, ale nepronikají do nitra osteonů, jež jsou pro pevnost kosti rozhodující.

Pevnost betonu se obvykle zvyšuje přídavkem různých vláken. Moini a Gupta se bez nich obešli a vsadili na vytvoření vnitřní struktury betonu připomínající kortikální kost. K výrobě polyuretanové formy s různě uspořádanými kanálky napodobujícími osteony využili 3D tisk. Po nalití betonu do formy vznikl blok o rozměrech 10 x 3 x 3 centimetry, který uvnitř skrýval prázdné kanálky oválného průřezu. Oba inženýři testovali různý tvar i velikost trubicovitých kanálků a měřili mechanické vlastnosti materiálu. Ve srovnání s bločky z tradičního betonu dosáhli zvýšení pevnosti až 5,6krát.

„Zbývá nám ještě prozkoumat mnoho faktorů, jako je míra uspořádanosti kanálků, jejich velikost, tvar a orientace. Jsme si jistí, že takto můžeme zvýšit pevnost i u jiných křehkých materiálů,“ říká Shashank Gupta.

Oba experti nezapomínají, že kost není tvořena jen tvrdou minerální složkou a na její stavbě se významně podílí i měkké bílkoviny, jako je kolagen. Do budoucna proto plánují kombinovat v kanálcích materiály s různou tvrdostí a slibují si od toho další vylepšené vlastnosti stavebních hmot.

Baví vás moderní technologie? To byste si neměli nechat ujít newsletter Týden s technologiemi, díky kterému dostanete do téměř pravidelného pátečního e-mailu to nejzajímavější dění a produktové novinky za celý týden.

Tento článek máteje zdarma. Když si předplatíte HN, budete moci číst všechny naše články nejen na vašem aktuálním připojení. Vaše předplatné brzy skončí. Předplaťte si HN a můžete i nadále číst všechny naše články. Nyní první 2 měsíce jen za 40 Kč.

  • Veškerý obsah HN.cz
  • Možnost kdykoliv zrušit
  • Odemykejte obsah pro přátele
  • Ukládejte si články na později
  • Všechny články v audioverzi + playlist
za 40 Kč nebo za 80 Kč
Navíc mobilní aplikace
a web bez reklam