The emergence of an unusual stiffness profile in hierarchical biological tissues

بافت های بیولوژیکی معموال معماری پیچیده چند بعدی را نشان می دهند. در بسیاری از این ها و به ویژه در بافت های مینرالیزه، بلوک ساختمانی پایه یک آرایه متناوب است که مواد کامپوزیتی ساخته شده از عناصر تقویت کننده ماتریکس نرم و سخت است. در اینجا سفتی آرایههای ناپیوستگی با هم تداخل را مطالعه میکنیم، موردی که قبلا در ادبیات مورد توجه قرار نگرفته است و عبارات تحلیلی بسته شده را برای مدول یانگ خود ارائه میدهیم. سپس این عبارات برای تخمین سختی زیستی از ترکیبات زیست محیطی طبیعی مانند کاندیدا کم کربنات و تاندون های مینرالیزه استفاده می شود. سپس یک طرح کامپوزیتی دو بعدی برای ارزیابی مدول یک ساختار سلسله مراتبی خاص، بافت استخوانی جمع و جور که از فیبرهای کلاژن مینرالیزه با معماری تقریبا یکپارچه همپوشانی ساخته شده است، در نظر گرفته شده است. یافته ها نشان می دهد که تغییرات کوچک در ساختار متشکل از تفاوت های چشمگیری در سختی ماکروسکوپی جلوگیری می کند و به ویژه توضیح احتمالاتی را برای اثرات سختی که هنوز ناشناخته است در بافت های مایع متوسط ​​مشاهده می شود.