研究人員制造的空心混凝土磚。

據(jù)美國普林斯頓大學網(wǎng)站消息，受人類骨骼堅韌的外層結(jié)構(gòu)啟發(fā)，該校科研人員開發(fā)出一種空心混凝土磚，其抗打擊能力是目前常用材料的5.6倍。

皮質(zhì)骨是人類股骨的致密外殼，由嵌入有機基質(zhì)的橢圓筒狀“股單位”組成，具有高強度、高剛度和高斷裂韌性，可有效對抗骨組織變形和斷裂。皮質(zhì)骨高韌性的主要原因之一是裂紋傳遞到“股單位”界面時，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)，從而有效抑制裂紋的進一步擴展，防止突然脆性斷裂。受此啟發(fā)，研究人員利用3D打印技術(shù)和鑄造工藝，制出具有中空管狀結(jié)構(gòu)的混凝土磚。通過精心設計空心管的形狀、尺寸、數(shù)量和排列方向，使混凝土材料在保持高強度的同時，斷裂韌性顯著提高。其最佳設計為橢圓形空心管、孔隙率40%，同時排列具有一定無序性。這種空心混凝土磚可用于建造軍事堡壘、彈藥庫等關(guān)鍵設施，提高軍事設施的安全性，延長使用壽命。