Trang chủ Thế kỷ của não bộ Khám phá Khám phá thế giới (P56) Những cây cầu độc đáo được xây...

Khám phá thế giới (P56) Những cây cầu độc đáo được xây dựng lấy cảm hứng từ cấu trúc xương hải miên

(Ideasplus.vn) - Nói đến hải miên, chúng ta thường liên tưởng tới một thứ gì đó mềm mại.

Tuy nhiên, những bộ xương hải miên chính là nguồn cảm hứng cho các nhà khoa học trong thiết kế thế hệ những tòa nhà vững chắc hơn, những cây cầu bền vững hơn và những con tàu vũ trụ nhẹ hơn.

Các nhà khoa học ở Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson thuộc ĐH Harvard, Mỹ (SEAS) đã chỉ ra rằng, cấu trúc khung xương của hải miên nước sâu Euplectella aspergillum có tỷ lệ sức bền vật liệu tính trên khối lượng cao hơn các cấu trúc truyền thống, được sử dụng qua nhiều năm trong xây dựng các tòa nhà và cầu.

Xương hải miên
Xương hải miên.

Kiến trúc lấy cảm hứng từ sinh học có thể mở đường cho việc thiết kế các cấu trúc mạnh hơn và nhẹ hơn; trong khi đó, cấu trúc xương do hải miên tạo ra rất bền.

“Điều này có nghĩa là chúng ta có thể xây dựng các cấu trúc vững chắc hơn dựa trên cảm hứng từ bộ xương hải miên” – ông Matheus Fernandes ở SEAS, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.

“Trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong kỹ thuật hàng không và vũ trụ, tỷ lệ giữa sức bền vật liệu và khối lượng cấu trúc là yếu tố rất quan trọng. Hình học lấy cảm hứng từ sinh học có thể trở thành cơ sở để thiết kế các cấu trúc nhẹ hơn và bền vững hơn” – Nhà khoa học James Weaver ở SEAS cho biết.

Trong cuộc sống, chúng ta gặp những cấu trúc khác nhau cấu thành từ các tấm lưới. Loại kết cấu này sử dụng nhiều thanh ngang nhỏ, cách đều nhau để phân bổ đều tải trọng. Kiểu hình học này được phát minh vào đầu thế kỷ 19 bởi kiến ​​trúc sư kiêm kỹ sư xây dựng Ithiel Town (Mỹ), người muốn tạo ra những cây cầu vững chắc từ vật liệu nhẹ và rẻ tiền.

“Ithiel Town đã tìm ra phương pháp đơn giản và tiết kiệm để ổn định các cấu trúc lưới. Phương pháp này được áp dụng đến tận ngày nay. Phương pháp này không phải là tối ưu nên dẫn đến việc sử dụng sai vật liệu trong xây dựng. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi muốn tìm cách làm cho các cấu trúc trở nên hiệu quả hơn, bề vững hơn với cùng số lượng vật lượng” – ông Matheus Fernandes nói.

Sự trợ giúp ở đây là cấu trúc xương của hải miên nước sâu Euplectella aspergillum. Trong xương loài hải miên này, các nhà khoa học phát hiện dạng cấu trúc hoàn toàn mới, có thể được sử dụng để liên kết các tấm lưới.

Trong các thí nghiệm và mô phỏng, các nhà khoa học tái tạo mô hình xương hải miên và so sánh nó với các cấu trúc hình học đang được sử dụng trong xây dựng. Hóa ra, cấu trúc xương do hải miên tạo ra có sức bền lớn hơn 20% so với các cấu trúc khác.

Điều đó có nghĩa là, chẳng hạn, khi thiết kế một cây cầu dựa trên cấu trúc xương hải miên, chúng ta có thể sử dụng ít hơn 20% vật liệu mà vẫn có được độ bền vững tương đương.

Theo nữ Giáo sư Katia Bertoldi – chuyên gia về cơ học ứng dụng của SEAS, các nghiên cứu về hệ thống xương hải miên có thể được sử dụng để tạo ra các cấu trúc được tối ưu hóa về mặt hình học. Điều này có thể có tác động lớn đến các giải pháp cơ sở hạ tầng hiện đại.

Nguồn: Khoahoc.tv

Link: https://khoahoc.tv/nhung-cay-cau-doc-dao-duoc-xay-dung-lay-cam-hung-tu-cau-truc-xuong-hai-mien-109088

CÁC TIN KHÁC

Kim cương có thực sự vĩnh cửu?

Kim cương luôn được quảng cáo là loại trang sức vĩnh cửu, tượng trưng cho tình yêu, nhưng thực tế những lời đó là sản phẩm của marketing từ thế kỷ trước.

Bí ẩn những người có “trí nhớ siêu phàm”, thế giới chỉ 100-200 người

Chỉ cần nhắc một ngày bất kỳ trong quá khứ, người có trí nhớ siêu phàm kể lại được những gì đã xảy ra hôm ấy.

Vì sao động vật biểu hiện khác thường khi nhật thực toàn phần?

Hươu cao cổ phi nước đại, nhện gỡ mạng, khỉ đột chải chuốt, dế ríu rít… Nhiều động vật có những phản ứng lạ trong nhật thực toàn phần.

Bia không cồn được sản xuất như thế nào?

Uống bia không cồn trong các cuộc vui gặp mặt bạn bè, đối tác ngày càng trở nên phổ biến. Đặc biệt trong thời điểm nhà nước ban hành các quy định liên quan đến nồng độ cồn khi tham gia giao thông. Vậy bia không cồn được sản xuất như thế nào?

Những ví dụ cho thấy VideoPoet của Google sẽ trở thành đối thủ cạnh tranh đáng gờm của Sora của OpenAI

Người dùng sẽ sớm chứng kiến VideoPoet và những hậu bối của nó sản sinh ra những video chân thực đến kinh ngạc.

Công cụ AI dự đoán sức khỏe trong tương lai và thời điểm qua đời của con người

Một công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) tạo ra bản sao kỹ thuật số của bệnh nhân để có thể dự đoán sức khỏe chúng ta trong tương lai.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.26) Cầu ngói chợ Lương (Nam Định): Biểu tượng lịch sử văn hóa xứ Thành Nam – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) “Ai qua Cầu Ngói Chợ Lương/Ghé thăm Mỹ nghệ Hải Minh làng nghề” Với hơn 500 năm tuổi, cầu ngói Chợ Lương vẫn giữ trọn vẹn được nét đẹp xưa cũ, với kiến trúc độc nhất vô nhị theo chiều dài lịch sử. Đây chính là niềm tự hào, tự tôn của người dân Hải Hậu nói riêng và cả mảnh đất Nam Định nói chung.

Kim cương có thực sự vĩnh cửu?

Kim cương luôn được quảng cáo là loại trang sức vĩnh cửu, tượng trưng cho tình yêu, nhưng thực tế những lời đó là sản phẩm của marketing từ thế kỷ trước.

Anh phát triển vaccine ngừa ung thư phổi đầu tiên trên thế giới

Theo phóng viên tại London, các nhà khoa học tại Anh đang sử dụng công nghệ tương tự đã tạo ra vaccine ngừa COVID-19 của AstraZeneca để phát triển một loại vaccine đầu tiên trên thế giới có khả năng kích hoạt hệ miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư và ngăn chặn ung thư phổi ở những người có nguy cơ cao.

Tỷ phú Ấn Độ xây nhà máy điện sạch lớn nhất thế giới

Một tỷ phú Ấn Độ đang xây nhà máy điện lớn nhất thế giới diện tích gấp 5 lần Paris, có thể nhìn thấy từ vũ trụ, đáp ứng nhu cầu điện của 16 triệu hộ gia đình.

Cáp treo Bà Nà (Đà Nẵng) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.3) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Bà Nà đánh dấu một thập kỷ của một trong những khu du lịch hàng đầu Việt Nam, đánh thức vùng Núi Chúa vốn chìm trong quên lãng nhiều thập kỷ, đưa Bà Nà nói riêng, Đà Nẵng nói chung trở thành một trong những "điểm phải đến trên thế giới".

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.