竹材分层细胞结构中的裂纹扩展

竹子作为一种天然的分层细胞材料，具有优异的柔韧性和断裂韧性等力学性能。就竹作为一种功能分级的生物复合材料而言，不同成分(竹纤维;薄壁组织细胞;)及其对应的界面区域，裂缝发育，应具有高度意义。在这里，通过使用多尺度力学表征和先进的环境电子显微镜(ESEM)，我们明确地表明，纤维的界面区域以及薄壁细胞的边界在径向和纵向上都是裂纹扩展的首选路径。无论纤维的蜂窝状结构和薄壁层的细胞状结构如何，竹秆内部的中空容器也会通过裂纹挠曲或裂纹尖端的能量耗散影响裂纹的扩展。期望本研究所展示的弯曲裂纹扩展模式也能适用于其他细胞状天然材料。

http://www.nature.com/srep/2014/140707/srep05598/full/srep05598.html

(附全文)