Новая теория раскрывает секреты стойкости к разрушению
Недавнее исследование, проведенное международной исследовательской группой во главе с Миланским политехническим университетом, показывает, как трещины возникают и распространяются в мягких материалах, открывая путь к созданию более прочных, бездефектных материалов со значительными экологическими преимуществами. Авторские права: Политехнический университет Милана
Новое исследование выявило механизмы разрушения мягких материалов, что приведет к потенциальному прогрессу в создании прочных, бездефектных материалов с широкими преимуществами для различных отраслей промышленности и положительным воздействием на окружающую среду.
Новаторская теория раскрыла физические механизмы разрушения мягких материалов. Это революционное открытие обещает разработку бездефектных материалов с повышенной устойчивостью и долговечностью, способствующих экологической устойчивости. Исследование было недавно опубликовано в Письма с обзором материалов.
«Мы обнаружили, что трещина распространяется от свободной поверхности материала, начиная с упругой нестабильности, которая нарушает симметрию тела. Затем трещина распространяется экспоненциально со сложной сетью трещин, распространяющихся как явление турбулентности, подобное тому, что мы наблюдаем. жидкости, как при образовании вихря», — объясняют они Паскуале Чарлетта из лаборатории МОХ математического факультета Миланского политехнического университета.
Влияние на отрасли
Это открытие стимулирует важные применения в различных технологических секторах. Например, в производстве микро- и наноустройств, где материалы должны быть высокопрочными и бездефектными. Понимание того, как образуются трещины, может привести к созданию более прочных и долговечных материалов. В сфере бытовой электроники это может привести к созданию таких устройств, как смартфоны, планшеты и ноутбуки, с экранами, которые лучше выдерживают удары и падения, что позволит снизить частоту ремонта и замены. В медицинском секторе имплантируемые устройства, такие как кардиостимуляторы и протезы, могут выиграть от использования более безопасных и долговечных материалов, что значительно улучшит здоровье пациентов.
В аэрокосмической отрасли понимание и предотвращение разрушения материалов может помочь создать более прочные и надежные конструкции, снижая риски, связанные с космическими и воздушными путешествиями. «Результаты этого исследования не только открывают путь для будущих исследований, направленных на разработку материалов с беспрецедентными механическими свойствами, но также оказывают положительное влияние на окружающую среду за счет снижения необходимости частой замены продуктов и сокращения отходов. производство и более эффективное использование природных ресурсов».
Ссылка: «Упругая нестабильность за хрупким разрушением», доктор. Рикобелли, Б. Чиарлетта, Дж. Витале, С. Морини, Л. Троскиновский, 13 июня 2024 г., Письма с обзором материалов.
doi: 10.1103/PhysRevLett.132.248202
Исследование было проведено международной группой исследователей под руководством Давида Рикобелли и Паскуале Чарлетты из Миланского политехнического университета в сотрудничестве с Университетом Сорбонны, Политехнической школой и Высшей политехнической школой в Париже. Исследование продемонстрировало, что международное сотрудничество продолжает играть важную роль. решающую роль в расширении границ материаловедения.