Кокосы подсказали ученым, как построить сейсмоустойчивые здания

Природа создала кокос таким образом, что падая с высокого дерева и ударяясь об твердую землю, он не разлетается на куски, и спелые плоды внутри него остаются невредимыми. Это происходит благодаря сложной трехслойной структуре кокосовой скорлупы, состоящей из кожи, шелухи и оболочки.

 Чтобы лучше разобраться в механизме «кокосовой стены», специалисты по биомеханике растений из Университета Фрайбурга (Германия) обратились к микроскопии и компьютерной томографии. Кроме того, с помощью компрессорных машин они определили, как защитные слои поглощают и рассеивают энергию в момент столкновения ореха с землей.

Внутренняя оболочка, также известная как эндокарпий, имеет оригинальную «лестничную» сосудистую структуру, которая способствует прохождению воды и питательных веществ. Ученые обнаружили, что эта же структура помогает выдерживать изгибающие нагрузки.

«Эндокарпий рассеивает энергию благодаря образованию трещин при прогибе. Это означает, что любые вновь появляющиеся трещины от удара не проникают через твердую оболочку», — пояснила доктор Стефани Шмиер.

Исследовательская группа также считает, что рисунок на оболочке помогает формировать такую траекторию распространения трещин, за счет которой даже большая трещина останавливается прежде, чем успеет нанести серьезные разрушения.

В итоге ученые пришли к выводу, что если текстильные волокна внутри бетона организовать таким образом, чтобы получилась имитация кокосовой скорлупы, то этот материал мог бы использоваться в строительстве зданий в сейсмоопасных районах, обеспечив их устойчивость к подземным толчкам.

Доктор Шмиер отметила, что такое легкое структурирование, позволяющее эффективно рассеивать энергию, представляет особый интерес для защиты зданий не только от землетрясений, но и от камнепадов и других природных или техногенных угроз.