Los investigadores demuestran cómo un accesorio de vástago de rama podría servir como modelo para ramificaciones técnicas ligeras reforzadas con fibra
¿Podrían los dragos servir como fuente de inspiración para innovaciones en la construcción ligera? Un equipo de investigadores de la Universidad de Friburgo y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT ha sentado las bases para el diseño de ramificaciones técnicas ligeras reforzadas con fibra modeladas en la rama-sistemas adjuntos.
Con la ayuda de técnicas de resonancia magnética de alta resolución, los científicos lograron observar cómo se desplaza el tejido de un árbol de dragón vivo cuando se somete a una carga. En el futuro, ramificaciones técnicas ligeras reforzadas con fibra con estructuras y comportamientos similaresel modelo natural podría usarse para mejorar estructuras arquitectónicas de soporte, cuadros de bicicletas o carrocerías de automóviles. El equipo publicó los hallazgos en la revista Scientific Reports.
Los grupos de investigación dirigidos por el Prof. Dr. Thomas Speck, jefe del Grupo de Biomecánica Vegetal y director del Jardín Botánico de la Universidad de Friburgo, y el Prof. Dr. Jan G. Korvink, jefe del Instituto de Tecnología de Microestructura en KIT, desarrollaronun nuevo tipo de configuración experimental para el estudio.
La bióloga Linnea Hesse de la Universidad de Friburgo y el físico médico Dr. Jochen Leipold del Departamento de Radiología - Física Médica del Centro Médico de la Universidad de Friburgo comenzaron por obtener imágenes del interior del tallo y una rama de un árbol de dragón en un estado sin cargacon la ayuda de un dispositivo de resonancia magnética MRT. Luego usaron un brazo mecánico controlado desde el exterior del dispositivo de MRI para doblar la rama y nuevamente tomaron imágenes de la estructura interna de la planta.
Los científicos crearon modelos informáticos tridimensionales de los dos conjuntos de imágenes. Estos modelos les permitieron comparar cómo se comportan los tejidos que estabilizan la planta en estas condiciones y cómo se desplazan en respuesta a una carga, incluyendo tanto la vascularpaquetes que transportan sustancias y fluidos dentro de la planta y las capas de fibra que rodean y protegen estos paquetes vasculares.
Al hacerlo, los científicos observaron todo el accesorio rama-tallo, así como los haces vasculares individuales para rastrear con gran precisión los cambios que sufren cuando se someten a una carga. Dependiendo de su posición en la rama, los haces y las tapasestirar a lo largo para absorber una carga de tracción o presionarse en forma cruzada contra el tejido circundante para amortiguarlo contra la tensión de compresión.
Los hallazgos ahora servirán como base para desarrollar ramificaciones técnicas ligeras reforzadas con fibra, con el objetivo de mejorar aún más los materiales ligeros y estables utilizando un modelo natural.
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Materiales proporcionado por Albert-Ludwigs-Universität Freiburg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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