Arsitektur mikro dari tulang pterosaurus fosil dapat memegang kunci untuk bahan yang lebih ringan dan lebih kuat untuk generasi pesawat berikutnya, penelitian baru telah ditemukan.
Para ilmuwan dari University of Manchester menggunakan teknik pencitraan sinar-X canggih untuk memeriksa tulang-tulang fosil dari reptil terbang prasejarah pada skala terkecil, mengungkapkan solusi teknik tersembunyi tepat di telapak tangan mereka … atau jari tepatnya.
Mereka menemukan bahwa tulang pterosaurus berisi jaringan kompleks kanal kecil, menjadikannya detail ringan dan sangat kuat – dari strukturnya yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Para peneliti mengatakan adaptasi kuno ini dapat memiliki potensi untuk memulai revolusi 'palaeo-biomimetik' yang menggunakan desain biologis makhluk prasejarah untuk mengembangkan bahan baru selama 21 abad.
Temuan ini diterbitkan hari ini di alam Laporan Ilmiah.
Penulis utama penelitian ini, Nathan Pili, seorang kandidat PhD di University of Manchester, mengatakan: “Selama berabad-abad, para insinyur telah mencari inspirasi- seperti bagaimana gerinda dari tanaman mengarah ke penemuan Velcro. Tetapi kita jarang melihat ke belakang untuk spesies yang punah ketika mencari inspirasi untuk perkembangan rekayasa baru-tetapi kita harus melakukannya.
“Kami sangat senang menemukan dan memetakan struktur interlocking mikroskopis ini di tulang pterosaurus, kami berharap suatu hari kami dapat menggunakannya untuk mengurangi berat bahan pesawat terbang, sehingga mengurangi konsumsi bahan bakar dan berpotensi membuat pesawat lebih aman.”
Pterosaurus, kerabat dekat dinosaurus, adalah vertebrata pertama yang mencapai penerbangan bertenaga. Sementara spesies awal biasanya memiliki sayap sekitar dua meter, kemudian pterosaurus berevolusi menjadi bentuk besar dengan sayap yang mencapai lebih dari 10 meter. Ukurannya berarti mereka harus menyelesaikan beberapa tantangan rekayasa untuk mendapatkan lebar sayap besar mereka di udara, tidak terkecuali mendukung membran sayap panjang mereka terutama dari satu jari.
“Kami jarang melihat kembali ke spesies yang punah ketika mencari inspirasi untuk perkembangan rekayasa baru-tetapi kami harus melakukannya.”
Tim menggunakan computed tomography (XCT) canggih canggih untuk memindai tulang fosil di dekat resolusi sub-mikrometer, menyelesaikan struktur kompleks sekitar 20 kali lebih kecil dari lebar rambut manusia. Pemetaan 3D dari struktur internal yang meresapi tulang sayap pterosaurus belum pernah dicapai pada resolusi ini (~ 0,002 mm).
Mereka menemukan bahwa jaringan unik kanal dan pori-pori kecil di dalam tulang-tulang pterosaurus yang digunakan untuk transfer nutrisi, pertumbuhan, dan pemeliharaan-juga membantu melindungi terhadap mikrofraktur dengan membelokkan retakan, melayani fungsi biologis dan mekanik.
Dengan mereplikasi desain alami ini, insinyur tidak hanya dapat menciptakan komponen yang ringan dan kuat tetapi juga dapat menggabungkan sensor dan bahan penyembuhan diri, membuka kemungkinan baru untuk desain pesawat yang lebih kompleks dan efisien.
Tim menyarankan bahwa kemajuan dalam pencetakan 3D logam dapat mengubah ide -ide ini menjadi kenyataan.
Nathan Pilli mengatakan: “Ini adalah bidang penelitian yang luar biasa, terutama ketika bekerja pada skala mikroskopis. Dari semua spesies yang pernah hidup, sebagian besar punah, meskipun banyak yang mati karena perubahan lingkungan yang cepat daripada 'desain yang buruk'. Temuan ini mendorong tim kami untuk menghasilkan pemindaian yang lebih tinggi dari spesies tambahan yang punah.
Profesor Phil Manning, seorang penulis senior studi dari University of Manchester, menambahkan: “Ada lebih dari empat miliar tahun desain eksperimental yang merupakan fungsi dari seleksi alam Darwinian. insinyur untuk memperbaiki bahan. Membantu membangun masa depan yang lebih berkelanjutan.
Dengan industri kedirgantaraan yang terus -menerus berjuang untuk bahan yang lebih kuat, lebih ringan, dan lebih efisien, selebaran kuno alam dapat memegang kunci untuk masa depan penerbangan. Dengan melihat ke belakang ratusan juta tahun, para ilmuwan dan insinyur mungkin akan membuka jalan bagi generasi berikutnya dari teknologi penerbangan.
