سوسکی که زیر چرخ خودرو زنده می‌ماند، الهام‌بخش روش جدید تعمیر هواپیما شد

به گزارش سایت دیدبان ایران، زره فوق‌العاده مقاوم سوسکی کوچک که می‌تواند فشار چرخ خودرو را تحمل کند، الهام‌بخش ساخت اتصالات مقاوم‌تر برای تعمیر بدنه‌ی هواپیماها شده است. بیشتر حشرات هنگام مواجهه با خطر فرار می‌کنند یا پنهان می‌شوند؛ اما سوسک زره‌پوش شیطانی (Phloeodes diabolicus) راهکار متفاوتی برای بقا دارد. این حشره‌ی بدون قدرت پرواز که فقط دو سانتی‌متر طول دارد، از زرهی برخوردار است که حتی می‌تواند فشار عبور چرخ خودرو را تحمل کند.

راز مقاومت خارق‌العاده‌ی سوسک در سختی پوسته‌ی آن خلاصه نمی‌شود. زره این حشره از ساختارهای درهم‌قفل‌شونده‌ای شبیه قطعات پازل تشکیل شده که هنگام واردشدن فشار شدید، انرژی را جذب می‌کنند و مانع شکست ناگهانی پوسته می‌شوند.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در ارواین و دانشگاه پردو در سال ۲۰۲۰ با استفاده از تصویربرداری اشعه‌ی ایکس، آزمایش‌های مکانیکی و مدل‌سازی سه‌بعدی، ساختار زره سوسک را بررسی کردند.

سوسک زره‌پوش شیطانی با وجود طول دو سانتی‌متری، می‌تواند فشاری معادل ۳۹ هزار برابر وزن بدن خود را تحمل کند

به‌گزارش ZME Science، نتایج نشان داد که اسکلت خارجی این حشره پیش از شروع شکستگی می‌تواند نیرویی حدود ۱۵۰ نیوتن را تحمل کند؛ معادل تقریباً ۳۹ هزار برابر وزن بدن سوسک. برای مقایسه، عبور چرخ خودرو از روی این حشره در سطح خاکی حدود ۱۰۰ نیوتن نیرو وارد می‌کند.

راز این مقاومت در اتصالات پازل‌مانند بال‌پوش‌های سخت سوسک نهفته است. هنگام واردشدن فشار، قطعات درهم‌قفل‌شونده نیرو را توزیع می‌کنند و مانع شکافته‌شدن زره می‌شوند.

اگر فشار بیش‌ازحد افزایش یابد، لایه‌های میکروسکوپی زره به‌تدریج از یکدیگر جدا می‌شوند. این فرایند که «لایه‌لایه‌شدن» نام دارد، به جذب انرژی و جلوگیری از شکست ناگهانی کمک می‌کند. نکته‌ی جالب اینکه زره سوسک فاقد مواد معدنی است و مقاومت استثنایی آن فقط از ترکیب مواد آلی و آرایش ساختاری آن‌ها ناشی می‌شود.

اتصال مواد مختلف، به‌ویژه فلزات و کامپوزیت‌ها، یکی از چالش‌های مهندسی هوافضا است. اتصال‌دهنده‌های متداول علاوه‌بر افزایش وزن، ممکن است نقاط تمرکز تنش ایجاد کنند که به‌مرور به ترک‌خوردگی منجر می‌شوند.

پژوهشگران در سال ۲۰۲۰ تلاش کردند با الگوبرداری از زره سوسک، روش مقاوم‌تری برای … …