检验数以百万计年进化结果并应用这些学习增强物质属性对之有浪漫感这正是路径明阳& al.研究生物启发材料设计架构 以获取增强物理特性

图像感想:热水手科学-软件

团队从动物王国三位成员那里提取启发以调查海螺Halitis Rufescenss启发了砖模型架构,而虾多样性Odontoactyluscellarus则为扭曲胶合结构设计最后,软体Sexidomuspurpratus

代用生物原型结构(海螺、虾和蛤)与砖模结构、布林甘和跨火焰结构一起展示并显示生物启发脚架和渗透合成Image Credit: https://doi.org/10.1038/s41467-022-30873-9

从构思到编译

团队决定复制描述架构使用三维打印合金和二相制这一决定经过深思熟虑后作出,因为不同金属的成形和组合通常指高温或高压工作,与聚合物可实现的目标形成对比。

三维打印团队不单能建材自上而上反映自然发生的情况, 而且还能搭建多孔的Ti-6AL-4V脚架适合无压渗透Mg

亚博网站下载生物启发材料制作后,科学家使用X-Ray电子显微镜(XRT、CT、SEM)评估材料中缺少孔

让它破解它

亚博网站下载素材按期望制造后,团队开始对样本施抗拉压,希望素材属性最终证明卷积制造法有理

亚博网站下载材料用显微镜扫描检测结果转至可视化图像处理软件使团队分离分析 骨折开发物亚博网站下载产生宝贵的洞察力 构建骨折基础 选择架构验证 特定材料选择制造过程

a/耐性工程压力压强曲线b/整体骨折结构复合加载阵列测试a.粗粒纯Mg数据也显示在(a)供比较C-eSEM图像和X光计算抗拉样本卷解析(c)brick-and-mortar,d)布林根e)crossed-lamellar architectures.CT图像通过过滤Mg信号并突出黄色破解区域处理内置e类放大Mg内滑动带和裂缝偏转分解Image Credit: https://doi.org/10.1038/s41467-022-30873-9

性能更好吗

亚博网站下载团队使用两个参考点比较生物启发素材首引用中包含密度3D打印Ti-6AL-4V样本比较突出第二物料在抗拉特性方面优异性

对比电磁合金加固Ti-6AL-4V近似生物启发样本化学时,情况翻转生物启发样本表现优于强度和脉冲性,交叉火力架构证明优

可视化断裂

要清晰理解骨折结构,典型程序需要使用图像分割软件识别和强调材料内部骨折

研究中使用观察骨折Avizo软件热渔业科学显示裂缝不是直通传播,而是平面和机外传播(裂变和裂变)。

SEM图像和CT卷积准静态断裂强度样本用生物启发合成a/砖模b/布列根达C级跨火力架构CT图像处理过程过滤成份信号并突出破解区域白箭头插进b/表示微裂缝前端内置C级放大zig-zag破解路径和结果摩擦滑动 破解面像箭头显示Image Credit: https://doi.org/10.1038/s41467-022-30873-9

团队得出结论,通过互分组件,弱Mg级破解可受约束,从而延缓全复合骨折亚博网站下载改良机械性能引导研究者设想未来对结构或生物医学领域类似生物启发材料的潜在应用

亚博网站下载学习更多知识:Avizo软件简介复合材料描述webnar

参考并深入阅读

张元 赵元 优元et al.三维打印Mg-Ti互换相片合成生物启发架构纳特通信133247(2022)。https://doi.org/10.1038/s41467-022-30873-9

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