Ce se întâmplă dacă unul dintre secretele avioanelor viitorului ar fi găsit în oasele unei creaturi care a dispărut cu milioane de ani în urmă? Folosind tehnici de imagistică de ultimă oră, oamenii de știință au descoperit că oasele pterozaurilor, care par fragile, sunt de fapt echipate cu o rețea ingenioasă de micro-canale care le face atât ușoare, cât și puternice. Această descoperire deschide calea către aplicații promițătoare în aeronautică și aerospațială, în special prin imprimarea 3D a materialelor mai eficiente. Pterozaurii sunt printre cele mai impresionante creaturi care au pășit vreodată pe Pământ. Aceste reptile zburătoare au trăit între 228 și 66 de milioane de ani în urmă și s-au adaptat la o mare varietate de medii. Unii dintre ei, precum Quetzalcoatlus, ar putea atinge o anvergură de unsprezece metri, echivalentul unui avion mic.
Dar cum ar putea astfel de giganți să zboare? Spre deosebire de păsări, care au pene și o structură osoasă mai ușoară, pterozaurii aveau membranele aripilor întinse între membre. Principalul lor atu au fost oasele goale, care, deși extrem de ușoare, trebuiau să fie și suficient de puternice pentru a rezista la stresul zborului. Acest paradox între ușurință și soliditate i-a intrigat de multă vreme pe paleontologi și ingineri. Până de curând, se credea că oasele de pterozaur seamănă pur și simplu cu cele ale păsărilor moderne, dar noul studiu dezvăluie o complexitate nebănuită care oferă potențial pentru o nouă inspirație tehnologică.
Pentru a dezvălui acest mister, o echipă de oameni de știință condusă de Nathan Pili, doctorand la Universitatea din Manchester, a folosit tomografia computerizată cu raze X pentru a scana 3D oasele fosilizate de pterozaur cu o precizie de neegalat. Observațiile lor au relevat că aceste oase, deși goale, nu erau în mod uniform goale: erau străbătute de o rețea complexă de micro-canale care măsoară aproximativ două zecimi din grosimea unui păr uman. Inițial, se credea că aceste structuri joacă doar un rol biologic, facilitând transportul nutrienților și creșterea oaselor. Totuși, a fost evidențiată și o altă funcție și mai fascinantă. Aceste canale minuscule au avut o influență directă asupra rezistenței mecanice a oaselor. Când apare o microcrăpătură la suprafață, aceasta progresează doar până când întâlnește primului canal, ceea ce îi oprește mărirea ei în continuare. Cu alte cuvinte, structura internă a oaselor de pterozaur le-a permis să limiteze fisurile și să asigure o longevitate mai mare. Este un mecanism de apărare biomecanic pe care natura l-a perfecționat de-a lungul a milioane de ani. Această descoperire a atras imediat atenția inginerilor specializați în materiale de înaltă performanță, în special în aviație și aerospațial.
Una dintre preocupările majore ale industriei aeronautice este de a proiecta aeronave din ce în ce mai ușoare, garantând în același timp robustețea și siguranța acestora. Utilizarea materialelor și metalelor compozite imprimate 3D s-a impus deja ca o soluție pentru viitor, dar rezistența la fisuri rămâne o provocare majoră. Inspirându-se din microstructura oaselor de pterozaur, cercetătorii plănuiesc să reproducă un mecanism similar în fabricarea componentelor aeronavelor. Ideea ar fi să se introducă în materiale micro-canale pentru a preveni propagarea fisurilor, așa cum se întâmplă în mod natural în oasele acestor reptile zburătoare. Imprimarea 3D a metalelor complexe ar face posibilă integrarea acestor microstructuri direct în piese de avioane sau nave spațiale, revoluționând metodele actuale de fabricație.
