Skóra węża zainspirowała naukowców. Dzięki niej chcą tworzyć bezpieczniejsze budynki
Naukowcy z Uniwersytetu Aarhus i Uniwersytetu Kalifornijskiego Davis poszukiwali inspiracji do budowy jeszcze trwalszych i bezpieczniejszych konstrukcji w naturze. Ich uwagę przykuła skóra węża, a zwłaszcza łuski brzuszne.
Eksperci poinformowali o swoim odkryciu na łamach "Acta Geotechnica". W opublikowanym artykule zaznaczają, że w naturze istnieje wiele inspiracji dla współczesnych architektów. Zarówno rośliny jak i zwierzęta posługują się skutecznymi metodami, dzięki którym tworzą bezpieczne gniazda, nory i innego rodzaju schronienia odporne na czynniki zewnętrzne, w tym na trzęsienia ziemi i erozję.
Uwaga naukowców skupiła się na skórze węża, a dokładniej mówiąc na pokrywających ją łuskach. Swoje obserwacje wykorzystali do tworzenia trwałych fundamentów.
- Poprzednie badania wykazały, że geometria powierzchni inspirowana skórą węża może skutkować różnymi wytrzymałościami na ścinanie, w zależności od kierunku obciążenia. Posunęliśmy się o krok dalej w tych badaniach i zbadaliśmy interakcje między różnymi typami gleby i powierzchnią skóry węża – powiedział Hans Henning Stutz z Wydziału Inżynierii Lądowej i Architektury Uniwersytetu w Aarhus, cytowany przez serwis SciTechDaily.
Trwałe i mocne fundamenty
W swoich badaniach naukowcy przyglądali się na fundamentom palowym, które są wykorzystywane w budownictwie od dawna. W ich przypadku odpowiednia nośność budynku jest osiągana poprzez wwiercanie lub wbijanie określonej liczby pali w ziemię. Zazwyczaj są to pale prefabrykowane o przekroju kwadratowym lub kołowym i izotropowej (wykazującej takiej samej właściwości we wszystkich kierunkach) nośności dzięki przeważnie symetrycznemu, gładkiemu profilowi powierzchni.
Tradycyjne rozwiązania eksperci zastąpili palami z asymetrycznymi mikrostrukturami na powierzchni, które przypominały tzw. łuski brzuszne. Jak informuje SciTechDaily, są to szerokie, gładkie łuski o wydłużonym kształcie, pokrywające spód ciała padalcowatych. W swoich badaniach naukowcy zastosowali "łuski" o wysokości 0,5 mm i długości 20–60 mm.
Cenne inspiracje z natury
- Wyniki projektu pokazują, że pale o takim wzorze na powierzchni dają o 25-50 procent mniejszy opór podczas montażu w porównaniu z ciśnieniem, jakie mogą następnie wytrzymać – zaznaczył Hans Henning Stutz.
Naukowcy mają nadzieję, że już niedługo znacznie więcej inspiracji pochodzących z natury znajdzie zastosowanie przy optymalizacji konstrukcji i budowie trwałych fundamentów. Uważają też, że w przyszłości natura pomoże w tworzeniu tuneli i różnego rodzaju konstrukcji morskich.
