L’architettura ossea può ispirare la progettazione di ali per aerei più resistenti

Una nuova scoperta nella struttura interna dell’osso può portare a un migliore trattamento dell’osteoporosi e componenti aeronautici più durevoli. La densità è stata il punto di riferimento per misurare la resistenza ossea. Tuttavia, sebbene la quantità di carico che un osso è in grado di sostenere sia in gran parte determinata dalla densità, la verità è che la durabilità nel tempo è molto meno conosciuta.

Usando un nuovo software, i ricercatori della Cornell University negli Stati Uniti hanno esplorato l’architettura interna dell’osso per determinare quali fattori influenzano la fatica a lungo termine attraverso il carico ciclico.

Le ossa hanno supporti verticali che forniscono l’integrità strutturale sotto carico, ma sono anche composte da supporti orizzontali che, fino ad ora, si riteneva avessero poca influenza sulla resistenza.

Tuttavia, la ricerca dell’università americana è arrivata ad affermare l’importanza di questi supporti orizzontali, che sono la chiave per la longevità delle ossa nel tempo. L’articolo scientifico è stato recentemente pubblicato negli Proceedings of the National Academy of Sciences. “Con l’avanzare dell’età, perdiamo questi supporti orizzontali, aumentando così la probabilità che l’osso si rompa dopo più carichi ciclici“, ha affermato l’autore principale dell’articolo, Christopher Hernandez.

Quando si tratta di resistere all’usura a lungo termine, i supporti orizzontali sono fondamentali per prolungare la vita dell’osso. Il team ha stampato un modello osseo 3D realizzato con un polimero di uretano metacrilato e, variando lo spessore delle aste orizzontali nella struttura del materiale, gli scienziati sono stati in grado di aumentarne la durata fino a 100 volte.

Oltre alle ovvie implicazioni per il trattamento di condizioni mediche, come l’osteoporosi, la scoperta porta grandi benefici nel campo dell’ingegneria, in particolare per strutture come le ali degli aerei.

Hernandez prevede che le reti di microstrutture rinforzate sviluppate dal suo team possano essere incorporate in quasi tutti i dispositivi. Queste reti sarebbero particolarmente interessanti per l’industria aerospaziale, dove i materiali ultraleggeri devono resistere a stress tremendi e ripetuti.