Avtomobil şinləri, insan toxumaları və hörümçək torları kimi materiallar müxtəlif tərkibə malikdir, lakin onların hamısı bir-birinə bağlı iplər şəbəkəsini ehtiva edir. Bu materialların davamlılığı ilə bağlı çoxdankı sual soruşur: Bu müxtəlif şəbəkələri sındırmaq üçün tələb olunan enerji nədir? MIT tədqiqatçıları tərəfindən bu yaxınlarda dərc edilmiş məqalə yeni fikirlər təqdim edir.

Tədqiqat Physical Review X jurnalında dərc olunub .

Uncas və Helen Whitaker professoru və MIT-də maşınqayırma, mülki və ətraf mühit mühəndisliyi professoru Xuanhe Zhao deyir: “Bizim tapıntılarımız müxtəlif materiallar və uzunluq şkalalarında şəbəkələrin qırılma enerjisini tənzimləyən sadə, ümumi qanunu ortaya qoyur”. “Bu kəşf inanılmaz dərəcədə sərt, yumşaq və uzana bilən sistemlərin yaradılmasına imkan verən yeni materialların, strukturların və metamaterialların dizaynı üçün əhəmiyyətli təsirlərə malikdir.”

Bu cür şəbəkələrin dizaynında nasazlıqlara qarşı müqavimətin əhəmiyyətinin müəyyən edilmiş anlayışına baxmayaraq, indiyə qədər heç bir mövcud fiziki model tel mexanikasını və toplu qırılmaları proqnozlaşdırmaq üçün əlaqəni effektiv şəkildə əlaqələndirməmişdir. Bu yeni tədqiqat uzunluq şkalalarını birləşdirən və müxtəlif şəbəkələrin daxili qırılma enerjisini proqnozlaşdırmağa imkan verən universal miqyas qanununu ortaya qoyur.

Məqalənin aparıcı müəlliflərindən biri olan aspirant Chase Hartquist deyir: “Bu nəzəriyyə çatı irəlilətməklə bu şəbəkələri qırmaq üçün nə qədər enerji lazım olduğunu təxmin etməyə kömək edir”. “Məlum oldu ki, ipləri qırılmadan əvvəl daha uzun, daha dartılan və ya daha yüksək qüvvələrə davamlı etməklə bu materialların daha sərt versiyalarını tərtib edə bilərsiniz.”

Nəticələrini təsdiqləmək üçün komanda 3D çap edərək nəhəng, uzana bilən şəbəkə yaratdı və bu onlara qırılma xüsusiyyətlərini praktikada nümayiş etdirməyə imkan verdi. Şəbəkələrdəki fərqlərə baxmayaraq, hamısının sadə və proqnozlaşdırıla bilən bir qaydaya əməl etdiyini aşkar etdilər. Şəbəkənin özlərindəki dəyişikliklərdən əlavə, ipləri daha böyük döngələrə birləşdirərək şəbəkə də sərtləşdirilə bilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737609455&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-01-general-law-fracture-energy-networks.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY3Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY3Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1737609455414&bpp=1&bdt=151&idt=2&shv=r20250121&mjsv=m202501160401&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737608212%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737608212%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1737608212%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7956194080820&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1816&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31088039%2C42531706%2C95332924%2C95350548%2C95347433&oid=2&pvsid=1672305937651741&tmod=823431928&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=1&fsb=1&dtd=7

Hartquist deyir: “Bu xüsusiyyətləri tənzimləməklə avtomobil təkərləri daha uzun sürə bilər, toxumalar zədələrə daha yaxşı müqavimət göstərə bilər və hörümçək torları daha davamlı ola bilər”.

Zhao laboratoriyasında postdok və məqalənin aparıcı müəllifi olan Şu Vanq tədqiqatın nəticələrini “son dərəcə məmnunedici bir məqam” adlandırıb… bu o demək idi ki, eyni qaydalar müxtəlif materialları təsvir etmək üçün tətbiq oluna bilər və dizaynı asanlaşdırır. müəyyən bir vəziyyət üçün ən yaxşı material.”

Tədqiqatçılar izah edirlər ki, bu iş arxitektura materialları adlanan maraqlı və inkişaf etməkdə olan sahədə irəliləyişi təmsil edir, burada materialın daxilindəki struktur ona unikal xüsusiyyətlər verir. Onlar deyirlər ki, kəşf arxitektura daxilində seqmentlərin daha güclü və uzana bilən dizaynına diqqət yetirməklə bu materialların daha da sərtləşdirilməsinə işıq salır.

Strategiya sahələr üzrə materiallar üçün uyğunlaşdırıla bilər və yumşaq robot ötürücülərin dayanıqlığını artırmaq, mühəndis toxumalarının möhkəmliyini artırmaq və ya hətta aerokosmik texnologiya üçün möhkəm qəfəslər yaratmaq üçün tətbiq oluna bilər.

Ətraflı məlumat: Chase Hartquist et al, Müxtəlif Uzanan Şəbəkələrin Daxili Qırılma Enerjisi üçün Ölçmə Qanunu, Fiziki İcmal X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.011002

Jurnal məlumatı: Physical Review X Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir