طراحی مکانیکی مواد ساختاری در جانوران ۲۰۱۸
Mechanical Design of Structural Materials in Animals 2018

طراحی مکانیکی مواد ساختاری در جانوران به بررسی اصولی می‌پردازد که چگونگی تعامل مولکول‌ها برای تولید ویژگی‌های عملکردی مواد زیستی را توضیح می‌دهند: استحکام و سختی، توانایی جذب و ذخیره‌سازی انرژی، و مقاومت در برابر خستگی که در طول عمر در اثر آسیب‌های فیزیکی ایجاد می‌شود. این ویژگی‌ها نقش اساسی در تعیین اندازه و شکل جانوران، شیوه‌های حرکت آن‌ها و نحوه تعاملشان با محیط زیست ایفا می‌کنند. جان گوسلاین با نشان دادن اینکه چگونه مواد ساختاری توسط تکامل طراحی شده‌اند، نور مهمی بر چگونگی عملکرد حیوانات می‌تاباند.

گوسلاین نظریه‌های مرتبط با چگونگی قرار گرفتن مولکول‌ها در ساختارهای ماکرومولکولی و نحوه ساخت این ساختارها به ارگانیسم‌های کامل را شرح می‌دهد. به طور خاص، گوسلاین نظریه مواد مرکب ناپیوسته تقویت‌شده با الیاف را توسعه می‌دهد، که از آن در یک ترکیب‌بندی بزرگ برای توضیح خواص همه‌چیز، از دیواره بدن شقایق دریایی گرفته تا ابریشم عنکبوت‌ها و کوتیکول حشرات، تاندون‌ها، رباط‌ها و استخوان‌ها استفاده می‌کند. اگرچه این نظریه‌ها به طور عمیق بررسی می‌شوند، اما بحث ظریف گوسلاین آن‌ها را برای هر کسی که به مکانیک زندگی علاقه دارد، قابل درک می‌سازد.

این کتاب با تمرکز بر موادی که جانوران از آن‌ها ساخته شده‌اند، به پرسش‌های اساسی درباره‌ی خواص مکانیکی در طبیعت پاسخ می‌دهد.

Mechanical Design of Structural Materials in Animals explores the principles underlying how molecules interact to produce the functional attributes of biological materials: their strength and stiffness, ability to absorb and store energy, and ability to resist the fatigue that accrues through a lifetime of physical insults. These attributes play a central role in determining the size and shape of animals, the ways in which they can move, and how they interact with their environment. By showing how structural materials have been designed by evolution, John Gosline sheds important light on how animals work.

Gosline elucidates the pertinent theories for how molecules are arranged into macromolecular structures and how those structures are then built up into whole organisms. In particular, Gosline develops the theory of discontinuous, fiber-reinforced composites, which he employs in a grand synthesis to explain the properties of everything from the body wall of sea anemones to spiders’ silks and insect cuticles, tendons, ligaments, and bones. Although the theories are examined in depth, Gosline’s elegant discussion makes them accessible to anyone with an interest in the mechanics of life.

Focusing on the materials from which animals are constructed, this book answers fundamental questions about mechanical properties in nature.