Ads 468x60px

Minggu, 05 Februari 2012

Jaring laba-laba diperkuat dengan pengorbanan lokal

 


Ketangguhan yang luar biasa dari jaring laba-laba, yang memungkinkan mereka bertahan hidup bahkan sengit badai, turun menjadi fitur dari sutra yang melokalisasi kerusakan pada bagian kecil dari web. Itulah temuan dari kelompok peneliti yang berbasis di AS dan Italia, yang percaya ini milik dari sutera laba-laba bahkan bisa membantu insinyur sipil untuk merancang struktur yang lebih kuat.
Ketahanan sutera laba-laba telah lama dicatat oleh kedua bioscientists dan ilmuwan fisik. Memang, analisis sebelumnya oleh fisikawan telah menunjukkan bahwa sutra laba-laba - karena kombinasi kekuatan dan daktilitas ekstrim - memiliki kekuatan tarik yang lebih besar daripada bermutu tinggi baja. Tetapi studi ini tidak berhasil menjelaskan bagaimana jaring laba-laba dapat tetap relatif utuh setelah menjadi sasaran beban ekstrim seperti badai kekuatan angin.
Jawaban atas pertanyaan ini sekarang mungkin di tangan, milik sebuah tim di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) dan Politeknik Turin. Para peneliti, dipimpin oleh MIT Markus Buehler, telah bergabung pemodelan dengan percobaan untuk menghubungkan sifat nano dari sutra laba-laba untuk integritas skala besar dari jaring laba-laba.

Fokus pada kegagalan
Sebuah sutra laba-laba terbuat dari protein dasar, termasuk beberapa yang membentuk tipis, kristal planar disebut beta lembar. Ketika stres diterapkan pada sehelai sutera laba-laba, ini geser lembar di satu sama lain sampai akhirnya pecah sutra. Untuk menguji proses kegagalan struktural, Buehler dan rekan telah mengembangkan simulasi skala atom sutra dari clavipes Nephila - sebuah spesies emas bola-web asli laba-laba ke daerah lebih hangat dari Amerika. Hasilnya kemudian divalidasi oleh eksperimen.Para peneliti menemukan bahwa ketika laba-laba sutra dikenakan beban diterapkan, kekakuan sutra bervariasi secara nonlinier. Di bawah tekanan ringan, sutra merespon dalam cara yang cukup seragam dengan pelunakan dan menyebarkan beban di seluruh web. Tapi seperti stres ini meningkat, bahan menjadi kaku dekat beban yang diterapkan namun tetap lembut di tempat lain di web.


"Ketika kami memulai uji coba jaring kami melalui simulasi, kami melihat bahwa - tidak peduli bagaimana kita memetik dan menarik -. Web hanya akan gagal di mana kita diterapkan beban ini sangat tak terduga dan menarik," kata Buehler physicsworld.com. "Untuk mengkonfirmasi bahwa ini adalah perilaku jaring benar, kami menemukan beberapa web di lingkungan alam dan kemudian dipetik dan menarik dengan cara yang sama Mereka gagal seperti model kami telah diprediksi.."Spider-terinspirasi desain
Cara yang sutra laba-laba mengorbankan bagian kecil kontras dengan banyak bahan biologis lainnya, termasuk tulang, yang menyebar tekanan diterapkan secara luas. Meskipun sering berguna untuk tulang untuk menyebarkan beban, downside adalah bahwa kerusakan struktural ditopang bersama sebagian besar tulang sebelum istirahat. Buehler percaya bahwa alternatif sutra laba-laba kerusakan lokalisasi bisa diadaptasi oleh para insinyur sipil untuk memperbaiki desain bangunan tertentu.
"Sebuah bangunan direkayasa dengan prinsip yang sama dapat diatur dengan api kecil, kecelakaan mobil atau serangan teroris dan hanya gagal di mana 'beban' yang diterapkan," kata Buehler. "Sisa dari bangunan akan tetap fungsional." Buehler percaya bahwa, lebih tidak langsung, sifat korban dari sutra laba-laba juga bisa menyebabkan desain perbaikan infrastruktur di sektor lain, termasuk jaringan listrik dan Web.
Philip Leduc, seorang insinyur di Carnegie Mellon University di Amerika Serikat, terkesan dengan cara penelitian baru menghubungkan perilaku sutra laba-laba di skala yang berbeda. "Bagian yang benar-benar menantang bahwa para peneliti secara konsisten mampu menjawab adalah bagaimana fundamental pada skala nanometer dapat menerjemahkan ke dalam hasil aktual yang bisa lebih dari 10.000.000 lebih besar," catatan dia.
Penelitian ini dijelaskan dalam
Nature.
copied from http://physicsworld.com/

0 komentar:

Posting Komentar