Mechanical properties of crossed-lamellar structures in biological shells: A review

خود ساخت مواد در طبیعت، یک راه حل جایگزین و قدرتمند برای چالش بزرگ طراحی مواد پیشرفته ساختاری است که قدرت و چقرمگی همیشه متقابلا منحصر به فرد است. سازه های لایه ای عبور می کنند که شایع ترین ریزساختار در مولکول ها هستند که از آراگونیت ها و مقدار کمی از مواد آلی تشکیل شده است. چنین ساختار کامپوزیت متمایز دارای چقرمگی شکست بسیار بالاتر از ماده معدنی کربنات خالص است. این ساختارها با میکارهای معماری سلسله مراتبی پیچیده ای که چندین لایه از سطح میکروسکوپ تا نانومواد را در بر می گیرند، می توانند به دو نوع، به ترتیب ساختارهای ورقه ای و پلاستیکی شبیه به پلاکت، بر اساس شکل بلوک های ساختمانی اولیه، گروه بندی شوند. نشان داده شده است که این سازه ها دارای توان بالایی برای تقویت خود در طول تغییر شکل هستند. مکانیزم های سخت افزاری زیر مشاهده شده عبارتند از میکروکراکینگ، ترک خوردگی کانال، متصل کردن، پلاریزه شدن لبه برشی، پلوتونیم آرگونیت، جابجایی کرک و زیگ زاگ و غیره، که نقش مهمی در افزایش مقاومت شکست در برابر پوسته ها با ساختارهای ورقه ای عبور می کند. اکتشاف و بهره برداری از این مکانیسم های سخت افزاری مهم جذب منافع مشتاق دانشمندان مواد از آنجایی که آنها راه را برای توسعه مواد کامپوزیتی پیشرفته زیست الهام گرفته برای برنامه های ساختاری باربری تحویل می دهد. این مقاله با هدف بررسی ویژگی های ساختار سلسله مراتبی و خواص مکانیکی دو نوع سازه های ورق برشی و همچنین خلاصه شدن آخرین پیشرفت ها و کاربردهای بیومیفیک براساس ساختارهای منحصر به فرد ورقه ور شده است.