طراحی مواد محکم تر با شناخت ترک ها

محققان مکانیسمی که باعث می شود ترک های درون مواد به طور عجیب رفتار کرده و با سرعت در کل مواد گسترش پیدا کنند را شناسایی کردند. آن ها با این شناخت می توانند سازوکار مواد شکننده همچون شیشه، سرامیک، پلیمرها و استخوان را بهتر درک کنند. موادی که گاهی شکننده بودن آن ها، فجایعی را به بار می آورد. درک این مکانیسم به طراحی و ساخت مواد محکم که دچار ترک و شکستگی نشوند بسیار کمک می کند. ترک و انتشار آن در مواد همیشه مشکل دست اندرکاران علوم مواد، ساخت وساز و تولید محصولات مختلف بوده است. محققان تلاش کردند تا ویژگی های مکانیکی محل تمرکز تنش بالا در لبه های یک ترک که آن را به قسمت های دیگر مواد منتشر می کند، بشناسند. باوجوداینکه ترک های مستقیم می توانند با سرعت صوت در مواد حرکت کنند، اما آن ها هرگز به دلایلی که تاکنون مبهم بوده است، هرگز به چنین سرعتی دست پیدا نمی کنند. اما محققان متوجه شده اند که ترک ها وقتی به چنین سرعتی دست می یابند به علت بی ثباتی دچار لرزش شده، و به جای مستقیم حرکت کردن در مواد، به این طرف و آن طرف افتاده و تقریبا مسیر موجی شکلی را طی می کنند. در تئوری های متداول شکستگی، از این عدم ثبات هرگز صحبت نشده است. چراکه همیشه فرض بر این بوده است، روابط بین کشش و نیروی درون یک ماده خطی است و هرگاه نیرو دو برابر شود، مقدار کشش نیز دو برابر می شود. اما محققان نشان دادند که ارتباط غیرخطی موجود بین کشش و نیرو موجب چنین نوساناتی در مواد می شود و البته می توانند با ویژگی های مواد در ارتباط باشند. محققان با بررسی بیشتر رفتار ترک ها در مواد مختلف قصد دارند بفهمند که چگونه می توانند جلوی به وجود آمدن این ترک ها و پیشرفتشان در مواد را گرفته و مواد محکم تری تولید کنند.