En ny studie ledd av forskare vid University of California, Berkeley, har avslöjat hur bundna material, från flygplansvingar till tandkronor, tappar sin bindning. Studien, publicerad i tidskriften Science, visar att felet i bundna material beror på bildandet av små sprickor som växer och så småningom får bindningen att misslyckas.

Forskarna använde en kombination av experimentella och beräkningstekniker för att studera fel hos bundna material. De fann att när två material binds samman är gränssnittet mellan de två materialen inte perfekt. Det finns alltid små defekter, såsom sprickor, som kan fungera som utgångspunkter för bindningsbrott.

När ett bundet material utsätts för en belastning skapar belastningen spänningar i gränsytan mellan de två materialen. Dessa påfrestningar kan få sprickorna att växa, vilket så småningom leder till att bindningen misslyckas. Forskarna fann att hastigheten med vilken sprickorna växer beror på bindningens styrka, storleken på defekterna och belastningen på materialet.

Resultaten av denna studie har viktiga implikationer för design och användning av bundna material. Genom att förstå hur bundna material misslyckas kan ingenjörer designa material som är mer motståndskraftiga mot fel. Detta kan leda till säkrare och mer hållbara produkter, såsom flygplan, bilar och medicinsk utrustning.

Studien har också konsekvenser för reparation av bundna material. Om ett sammanfogat material misslyckas är det viktigt att identifiera och reparera det skadade området innan det kan orsaka ytterligare skada. Resultaten av denna studie kan hjälpa ingenjörer att utveckla effektivare reparationstekniker för bundna material.