美国开发仿骨骼结构空心混凝土砖

研究人员制造的空心混凝土砖。

据美国普林斯顿大学网站消息，受人类骨骼坚韧的外层结构启发，该校科研人员开发出一种空心混凝土砖，其抗打击能力是目前常用材料的5.6倍。

皮质骨是人类股骨的致密外壳，由嵌入有机基质的椭圆筒状“股单位”组成，具有高强度、高刚度和高断裂韧性，可有效对抗骨组织变形和断裂。皮质骨高韧性的主要原因之一是裂纹传递到“股单位”界面时，会发生偏转和扭转，从而有效抑制裂纹的进一步扩展，防止突然脆性断裂。受此启发，研究人员利用3D打印技术和铸造工艺，制出具有中空管状结构的混凝土砖。通过精心设计空心管的形状、尺寸、数量和排列方向，使混凝土材料在保持高强度的同时，断裂韧性显著提高。其最佳设计为椭圆形空心管、孔隙率40%，同时排列具有一定无序性。这种空心混凝土砖可用于建造军事堡垒、弹药库等关键设施，提高军事设施的安全性，延长使用寿命。