Новое исследование, проведённое в Массачусетском технологическом институте, предполагает, что здания будущего возможно будут строиться из супер-прочных материалов, основанных на структуре человеческих костей.

В статье, опубликованной недавно в журнале «Advanced Functional Materials», исследователи из MIT рассказывают, как изучение человеческих костей привело к созданию трёх супер-материалов. Дело в том, что кости человека состоят из микроскопических слоёв коллагена (материала, из которого сделаны сухожилия) и гидроксиапатита (который больше похож на материал зуба). Вместе они формируют более прочную структуру – примерно как кирпичи и цемент – и позволяют нашим костям выдерживать невероятные нагрузки.

Исследовательская команда из MIT применила те же принципы к трём синтетическим материалам, придав им послойную компоновку с помощью трёхмерного принтера. Результатом стал гибридный материал, который оказался в 22 раза прочнее любого из них по отдельности.

Сперва команда спроектировала три исходных материала с помощью компьютерной программы: перламутр, минерал кальцит и материал с ромбовидной структурой, напоминающей змеиную кожу. Каждый материал состоит из двух синтетических компонентов, которые на микроуровне выступают в роли кирпичей и цемента друг для друга.

Статья описывает эти гибриды как «метаматериалы», и делает предположение, что будущее, к примеру, архитектуры будет заключаться в умении определить, как потратив меньше энергии, создать более эффективные здания. Изменяя иерархический дизайн материалов на микроуровне, архитекторы могут, в конце концов, прийти к изменению принципов строительства зданий на макроуровне.

Наибольшую проблему в этом на сегодняшний день представляет проблема масштаба: трёхмерная печать до сих пор слишком дорога и неточна, чтобы масштабировать производство до уровня целых зданий.

ссылка на статью