คุณอาจจะไม่ได้เคยมองว่ากระดูกของคุณเป็นเหมือนอาคารสิ่งปลูกสร้าง หากแต่นักวิจัยมองแบบนั้น โดยทีมจากมหาวิทยาลัยคอร์เนล (Cornell University) มหาวิทยาลัยเพอร์ดู (Purdue University) และมหาวิทยาลัยเคสเวสเทิร์นรีเสิร์ฟ (Case Western Reserve University) เชื่อสิ่งนี้จึงได้ศึกษาโครงสร้างภายในของกระดูก ที่อาจจะสามารถทำให้สร้างวัสดุจากการพิมพ์ 3 มิติ (3D-print) แข็งแรงกว่าเดิมสำหรับการทำบ้านหรืออาคารได้
“กระดูกนั้นเป็นอาคารแบบหนึ่ง” ศาสตราจารย์ Pablo Zavattieri จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูกล่าว “มันมีแท่งที่จะรองรับโหลดและคานที่เชื่อมกันระหว่างแท่งได้ พวกเราสามารถเรียนรู้จากวัสดุเหล่านี้เพื่อที่จะสร้างวัสดุพิมพ์ 3 มิติที่มีความแข็งแรงได้มากกว่าเดิมสำหรับใช้สร้างอาคารหรือโครงสร้างอื่นๆ”
นักวิจัยค้นพบว่า “คาน (beam)” ในกระดูกนั้นสามารถให้ความแข็งแกร่งและความล้าได้มากกว่าที่เข้าใจมาก่อนหน้านี้ โดยคานเหล่านั้นที่รู้จักกันในชื่อของกระดูกเนื้อโปร่ง (trabeculae) ที่มีรูปแบบเป็นเสาแท่งแนวตั้งกับเสาแนวนอนคล้ายคัดเบ็ดในกระดูก ซึ่งในงานวิจัยนี้ตีพิมพ์ออกมาในนิตยสาร Proceedings of the National Academy of Sciences โดยพวกเขานำเสนอว่าเสาแนวนอนของกระดูกนั้นเป็นส่วนที่เพิ่มความล้า (fatique) ของกระดูกได้
พวกเขาเชื่อว่าวัสดุพิมพ์ 3 มิติที่ออกแบบให้มีโครงสร้างภายในคล้ายๆ กับโครงสร้างภายในกระดูกนั้นอาจจะนำไปสู่การสร้างอาคารที่ทนทานกว่าเดิมได้ เพื่อทดสอบทฤษฎีดังกล่าว ห้องปฏิบัติการของคุณ Zavattieri จึงได้ออกแบบพอลิเมอร์พิมพ์ 3 มิติด้วยโครงสร้างที่คล้ายกับกระดูก trabeculae
การจำลองวิเคราะห์ในทางกลศาสตร์นั้นพบว่ายิ่งเสาแนวนอนหนามากขึ้น ก็สามารถทำให้พอลิเมอร์อยู่ได้นานขึ้น เพราะความหนาของเสานั้นไม่ได้เพิ่มมวลของพอลิเมอร์อย่างมีนัยสำคัญมากนัก ทางทีมจึงเชื่อว่าพอลิเมอร์ที่ได้แรงบันดาลใจจากกระดูกที่คล้ายๆ กันน่าจะสามารถนำมาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างที่เบาและยืดหยุ่น และอาจเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างบ้านหรืออาคารพิมพ์ 3 มิติได้
Source : https://www.engadget.com/2019/12/06/bones-inspire-stronger-building-materials/
