Кокосовая скорлупа поможет строить сейсмоустойчивые здания из бетона
Москва, 17:07, 06 Июл 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Кокосы известны своей жесткой скорлупой, которая жизненно важна для успешного прорастания их семян. Но специализированная структура кокосовой скорлупы может помочь проектировать здания, которые смогут выдерживать землетрясения и другие стихийные бедствия.
Кокосовые пальмы могут достигать высоты 30 метров. Это означает, что когда спелые плоды падают на землю, их скорлупа должна выдержать удар, чтобы остановить процесс раскалывания. Для защиты внутренних семян стенка кокоса имеет сложную структуру из трех слоев: внешний коричневый — кожистый экзокарпий, волокнистый мезокарпий и эндокарпий — жесткий внутренний слой, окружающий пульпу, которая содержит развивающиеся ростки.
Исследователи из Университета Фрайбурга совместно с инженерами рассмотрели варианты, как эта специализированная структура может применяться в архитектуре.
Исследователи использовали машины для сжатия и маятникового удара, чтобы проверить, как кокосы гасят энергию, пытаясь выявить соответствующие механические структуры для поглощения энергии.
Их расследование показало, что в слое, который состоит в основном из сильно одревесневших клеток-сосудов, образующих сосудистую систему, возникает дизайн, подобный лестнице, который помогает выдерживать изгибающие силы. Каждая одеревеневшая клетка находится в окружении нескольких колец, соединенных между собой параллельными мостами.
Эта конструкция рассеивает энергию через отклонение трещины. Таким образом, любая вновь возникшая от удара трещина не проходит напрямую через твердую оболочку.
Особые углы сосудистых пучков в кокосе могут быть применены к обустройству текстильного волокна в функционально-градиентных бетонах, чтобы отклонять трещины. Подобное сочетание легкого структурирования с высокой пропускной способностью диссипации энергии представляет все больший интерес для защиты зданий от землетрясений, камнепадов и других природных или антропогенных катаклизмов.
