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研究建立蜥蜴尾巴自切仿生骨折模型
作者:小柯机器人 发布时间:2022/2/20 14:29:49

美国纽约大学Yong-Ak Song研究组建立蜥蜴尾巴自切仿生骨折模型。该项研究成果发表在2022年2月18日出版的《科学》上。

他们建立了一种使用多尺度层次结构的蜥蜴尾巴自切的仿生骨折模型。这些结构由具有纳米孔顶部的均匀分布的微柱组成,它概括了蜥蜴尾巴肌肉断裂平面上发现的高密度蘑菇状微结构。仿生实验表明,当在拉伸和剥离模式下将纳米多孔界面表面与柔性微柱结合时,粘附性增强。断裂建模将基于微米和纳米结构的增韧机制确定为关键因素。

在潮湿条件下,与充满液体的微间隙和纳米孔有关的毛细管辅助能量耗散进一步提高了粘附性能。这项研究提出了对蜥蜴尾巴自切术的见解,并为解决粘附问题提供了新的仿生思想。

据介绍,蜥蜴尾巴自切术是一种反捕食者策略,包括定期牢固附着,但在需要时快速分离。

附:英文原文

Title: Biomimetic fracture model of lizard tail autotomy

Author: Navajit S Baban, Ajymurat Orozaliev, Sebastian Kirchhof, Christopher J Stubbs, Yong-Ak Song

Issue&Volume: 2022-02-18

Abstract: Lizard tail autotomy is an antipredator strategy consisting of sturdy attachment at regular times but quick detachment during need. We propose a biomimetic fracture model of lizard tail autotomy using multiscale hierarchical structures. The structures consist of uniformly distributed micropillars with nanoporous tops, which recapitulate the high-density mushroom-shaped microstructures found on the lizard tail’s muscle fracture plane. The biomimetic experiments showed adhesion enhancement when combining nanoporous interfacial surfaces with flexible micropillars in tensile and peel modes. The fracture modeling identified micro- and nanostructure-based toughening mechanisms as the critical factor. Under wet conditions, capillarity-assisted energy dissipation pertaining to liquid-filled microgaps and nanopores further increased the adhesion performance. This research presents insights on lizard tail autotomy and provides new biomimetic ideas to solve adhesion problems.

DOI: abh1614

Source: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh1614

 

期刊信息
Science:《科学》,创刊于1880年。隶属于美国科学促进会,最新IF:41.037