Физические механизмы разрушения композиционных материалов биологического происхождения с иерархической структурой

Композиционные материалы биологического происхождения состоят из неорганических и органических компонентов, и обладают сложной многоуровневой микроструктурой. Благодаря своему строению они обладают высокими специализированными прочностными свойствами при небольшом весе. Дентин зубов и трабекулярная кость человека являются примерами таких тканей. Работ по изучению прочностных свойств этих социально значимых материалов достаточного много. В них обсуждается, какой вклад оказывают отдельные структурные элементы на их деформационное поведение. Рассматриваются механизмы роста трещин. Однако, полного понимания процесса деформирования и дальнейшего разрушения не достигнуто. Кроме того, работ по изучению роли жидкости в этих твердых тканях, крайне мало, хотя известно, что доля воды в дентине достигает 20%, а в костных тканях 15%. Данная исследовательская работа направлена на систематическое исследование зарождения и роста трещины в дентине и костях человека околосуставной локализации. В работе будут исследованы сухие ткани, вымоченные в воде и ткани, подвергнутые температурному воздействию. По итогам работы, будут предложены физические механизмы разрушения иерархических структур биологического происхождения. Результаты исследования будут являться научной основой для разработки новых композиционных материалов, включая тканеэквивалентнные.