Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft onthuld hoe gebonden materialen, van vliegtuigvleugels tot tandkronen, hun hechting verliezen. De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Science, toont aan dat het falen van gebonden materialen te wijten is aan de vorming van kleine scheurtjes die groter worden en er uiteindelijk voor zorgen dat de hechting mislukt.

De onderzoekers gebruikten een combinatie van experimentele en computationele technieken om het falen van gebonden materialen te bestuderen. Ze ontdekten dat wanneer twee materialen met elkaar worden verbonden, de interface tussen de twee materialen niet perfect is. Er zijn altijd kleine defecten, zoals scheuren, die als startpunt kunnen dienen voor het falen van de verbinding.

Wanneer een gebonden materiaal aan een belasting wordt onderworpen, veroorzaakt de belasting spanningen op het grensvlak tussen de twee materialen. Deze spanningen kunnen ervoor zorgen dat de scheuren groter worden, wat uiteindelijk kan leiden tot falen van de verbinding. De onderzoekers ontdekten dat de snelheid waarmee de scheuren groeien afhangt van de sterkte van de verbinding, de grootte van de defecten en de belasting die op het materiaal wordt uitgeoefend.

De bevindingen van deze studie hebben belangrijke implicaties voor het ontwerp en het gebruik van gebonden materialen. Door te begrijpen hoe gebonden materialen falen, kunnen ingenieurs materialen ontwerpen die beter bestand zijn tegen falen. Dit zou kunnen leiden tot veiligere en duurzamere producten, zoals vliegtuigen, auto's en medische apparatuur.

De studie heeft ook implicaties voor de reparatie van gebonden materialen. Als een hechtmateriaal faalt, is het belangrijk om het beschadigde gebied te identificeren en te repareren voordat het verdere schade kan veroorzaken. De bevindingen van dit onderzoek kunnen ingenieurs helpen effectievere reparatietechnieken voor gebonden materialen te ontwikkelen.