ساخت هواپیمایی مقاوم با الهام از ساختار دندان

زمانی که صحبت از قطعات ساختاری و الکترونیکی هواپیما می‌شود تحمل فشار مکانیکی پیوسته و لرزش‌ها بدون شکستن و آسیب دیدن، مهم‌ترین ویژگی‌ است که طراحان مد نظر دارند. دقیقا همین ویژگی در قسمت بیرونی دندان‌های ما وجود دارد. پروفسور «نیکلاس کوتوف» عضو هیئت علمی دانشگاه میشیگان با توجه به این نکته پژوهش‌های خود در زمینه‌ی ساخت مینای مصنوعی دندان را آغاز کرده که احتمال دارد در آینده‌ای نه چندان دور شاهد استفاده از آن در بدنه‌ی هواپیماها باشیم.

گویا آی تی – زمانی که کوتوف در طبیعت به دنبال ماده‌ای سخت اما مقاوم در برابر ارتعاشات بود، مواردی مثل استخوان‌ها و صدف‌ها را هم بررسی کرد. وی متوجه شد که مینای دندان‌‌ها منحصر به فرد است هر چند در طی میلیون‌ها سال زندگی جانداران در تمام گونه‌های جانوری ساختار یکسانی دارد؛ قطعا این طراحی خالق ما بی‌نقص بوده و همه‌ی امتحان‌های خود را پس داده است!
در مینای طبیعی دندان، ستون‌های بلوری سرامیکی بسیار محکمی وجود دارد که شبکه‌ی نرمی از پروتئین‌ها دور آنها قرار دارد. این ساختار بسته به وظیفه‌ای که هر کدام از دندان‌ها به عهده‌ گرفته، معمولا به صورت چند لایه روی هم رفته تکرار شده‌ است. زمانی که ستون‌های بلوری هنگام تحت فشار قرار گرفتن خم می‌شوند انرژی به شبکه‌ی پروتئینی دور مینا وارد شده و از شکسته شدن ستون‌ها جلوگیری می‌شود.

«بونگجو یه‌اوم»، دانشجوی پسادکترا دانشگاه ملی سئول که در این پروژه با کوتوف همکار است اقدام به بازطراحی این ساختار مینای دندان کرد. وی ابتدا نانووایرهای اُکسید روی (که نقش ستون‌ها را بازی می‌کنند) را در یک چیپ قرار داد و سپس دو پلیمر مایع (در نقش پروتئین‌های دور ستون مینا)که بین وایرها به جریان می‌افتادند را به طرح اضافه کرد. در آخر وی روکش‌های متعددی از پلیمر را به طرح اضافه کرد.

برای ساخت یک لایه‌ی مصنوعی از مینای دندان به قطر تنها یک هزارم میلی‌متر، عمل قرار کشیدن روکش ۴۰ بار تکرار شده است. بعد از این وی کل پروسه را ۲۰ بار دیگر هم تکرار کرد و اقدام به قرار دادن لایه‌های بیشتری از نانووایرها و پلمیرها روی یکدیگر کرد. محصول نهایی که از این کار به دست آمد قدرتی در حد و اندازه‌ی مینای طبیعی دندان‌ها داشته و قادر به دفاع از خود در برابر صدمات ناشی از لرزش و جنبش داشت.
البته شکی نیست که قبل از تولید انبوه محصول، پروسه‌ی تولید آن باید ساده‌تر شده و با استفاده از دستگاه‌های خودکار انجام شود. هدف نهایی از تولید این محصول استفاده از آن در حوزه‌هایی مثل صنایع هوایی و تجهیزات الکترونیکی است.