凭据哲学家弗里德里希·尼采所说：那些杀不死你的，终将让你变得更壮大！谁会想到雷同的概念或者也适用于材料？挪威科技大学(NTNU)和奥斯陆大学(UIO)卓越研究中心PoreLab的负责人亚历克斯·汉森(Alex Hansen)传授说：混凝土如斯坚硬的原因是因为它太弱了。PoreLab的研究人员首要使用混凝土等多孔材料，在他们的世界中，这种事情或者会发生。此外，研究人员还考虑了材料在承受压力时会发生什么，个中一些发现有些出人意表。
例如，为什么具体味以这种体式施展感化？混凝土看起来很紧凑，但实际上布满了小孔，这些孔使材料更坚硬。从根蒂常识起头：当你的汽车挡风玻璃显现裂痕时，能够经由在上面钻一个洞来阻止裂痕的扩散。未经处理的裂纹在裂纹尖端具有高度集中的力。若是在这一点上钻一个洞，力反而会扩散到孔四周，并减轻玻璃上的压力。在多孔混凝土中也会发生雷同情形，若是混凝土中有裂痕，因为所有的孔，力就会分布在整个材估中，至少自中世纪以来，人们就已经知道这些力机制。
17世纪特隆赫姆Kristiansten碉堡的建造者将动物身体的遗骸放入材估中。当动物腐臭并释放气体时，它们使材料多孔，从而变得更坚硬。但这并不克注释为什么材料在压力下会变得更强。这个设法与直觉南辕北辙，材料不是应该变得更弱吗？究竟怎么回事？来自..师范大学物理系的博士生Jonas Tøgersen Kjellstadli能够注释这个过程。Kjellstadli与汉森、研究员Srutarshi Pradhan和博士生Eivind Bering合作研究这一现象。Kjellstadli说：材料的“强项”部门包抄“弱项”部门并珍爱它们。
像混凝土如许的材料并不是在所有处所都同样坚硬，尽管它看起来或者很像。外观平均的材料有弱区和强区，这些区域在整个区域中随机分布。在Kjellstadli使用的较量机模型中，强区域分布在材估中，当纤维受到压力时，它们珍爱微弱区域。这发生在如斯强烈的水平，使材料不乱，变得不那么轻易受到如许的应力。此结果仅适用于强区域和弱区域在整个材质平分布不平均的情形。并且它只适用于某个阈值，材料络续地被应力达到某一最大阈值或另一阈值，在那边应力的力不克再被接收。
迟早，这种材料会倏忽发生灾难性的失效。研究人员还设想了或者的应用，若是能够使用这些根基常识来展望材料何时失效，会发生什么情形？什么时候压力才会变得太大？研究使用的较量机模型与视察到材料被应力载荷增强的较量机模型沟通。在此根蒂上，增加了一些实际的实验，直到应力负荷对材料来说变得太大。汉森自2000年以来一向对这个话题感乐趣，其时他据说南非的矿井会倏忽坍塌。认识这些沟通的道理，有朝一日能够在地道施工过程中作为辅助，或展望地动。
这些设法仍然是推想性，应用还有待于一些遥远的将来，但研究人员的大志壮志很高。正在起劲想出一个通用的模型，以备灾难性故障发生时使用。这个方针是否可行，还不知道，但这恰是PoreLab负责开展的那种高风险研究，若是他们成功了，潜在的收益是伟大的。在较量机模型中，视察到材料的弹机能量在失效前达到峰值，自从2000年起头在印度加尔各答萨哈核物理研究所的Bikas K.Chakrabarti传授的指导下进修以来，他一向致力于展望材料何时会碎裂的研究，相信这有潜力扩展到实际情形中。
博科园｜研究/来自：挪威科技大学
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