سهشنبه ۱۹ مهر ۱۴۰۱
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی خطوط، دانشمندان در موسسه فناوری کالیفرنیا با الهام گرفتن از نحوه ساخت لانه موریانه‌ها، چهارچوبی برای طراحی موادی جدید ابداع کرده‌اند که از قوانین پایه پنهان در الگو‌های طبیعت تقلید می‌کنند. محققان نشان داده‌اند که با استفاده از این قوانین امکان ساخت موادی با ویژگی‌های خاص قابل برنامه‌ریزی وجود دارد. نتیجه این تحقیقات به تازگی در نشریه «ساینس» منتشر شده است. یکی از محققان در این زمینه گفت: موریانه‌ها تنها چند میلی‌متر طول دارند، اما لانه آن‌ها تا ۴ متر هم ارتفاع دارد که معادل ساخت برج‌های مرتفع توسط انسان‌ها است.
در درون لانه موریانه‌ها شبکه‌ای از ساختار‌های نامتقارن و به هم پیوسته وجود دارد. این لانه از خاک و دانه‌ها و بزاق ساخته شده است و طوری بهینه‌سازی شده که ثبات و تهویه هوا داشته باشد.
بنا بر اعلام وبگاه «سای تک دیلی»، یکی از محققان این پروژه تحقیقاتی گفت: ما فکر کردیم که با فهم اینکه موریانه‌ها چطور در ساخت لانه همکاری می‌کنند می‌توانیم قوانین ساده طراحی مواد معماری با خصوصیات منحصر به فرد مکانیکی را تعریف کنیم.
مواد معماری شده مواد جامد شبیه فوم یا کامپوزیت بوده که متشکل از اجزای اصلی هستند که بعدا به ساختار‌های سه بعدی شکل می‌دهند. اما ساختار‌های نامنظم مانند لانه موریانه در طبیعت گسترده‌تر هستند و اغلب کارکرد‌های بالاتری نشان می‌دهند، اما تاکنون مهندسان راه قابل اعتمادی برای طراحی آن‌ها پیدا نکرده بودند.
دارایو و سایر محققان با طراحی یک الگوریتم موسوم به «برنامه رشد مجازی» رشد طبیعی ساختار‌های بیولوژیکی یا ساخت لانه موریانه را شبیه‌سازی کرده‌اند. هدف این محققان ساخت ژئومتری‌های نامنظم با خصوصیات تعریف شده توسط فضای ترکیبی برخی شکل‌های ضروری مانند خطوط مستقیم یا متقاطع است.
برنامه رشد مجازی در حوزه کاوش نشده مواد نامنظم را جست و جو می‌کند به این ترتیب که به جای تکرار یا کپی کردن از ترکیب خود لانه، شیوه کار موریانه‌ها برای ساخت لانه را شبیه‌سازی می‌کند.
هدف این تحقیقات این است که بی‌نظمی را در مواد تحت کنترل بگیرد و از این طریق خصوصیات مکانیکی و سایر کارکرد مواد را با استفاده از ابزار‌های طراحی و تحلیلی بهبود بخشد.