Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Nano „tetrakaidecahedrons” mogą przewyższyć kuloodporny kevlar

Badacze w Z A Instytut Technologiczny w Kalifornii Stworzyli nanoinżynieryjny materiał, który może być mocniejszy niż ten wykonany z kevlaru lub stali. Wykonany ze spajanego węglem materiału „tetrakaidecahedrons”, w niesamowity sposób zaabsorbował wpływ mikroskopijnego ołowiu.

Badanie, prowadzone przez Carlosa Portelę z Massachusetts Institute of Technology, miało na celu sprawdzenie, czy materiały nanostrukturalne – to znaczy zaprojektowane i wyprodukowane w skali nanometrowej – mogą być realną ścieżką w kierunku kamizelek kuloodpornych, kamizelek kuloodpornych i innych powierzchnie ochronne.

pomysł czworościennyJednak materiał bazowy nie jest nowy. Lord Kelvin w XIX wieku zaproponował złożoną klasę 14 boków wielościanu (jest około 1,5 miliarda możliwych odmian) jako jedną z najbardziej teoretycznie wydajnych klas do wypełnienia jej kopiami.

Portela i współpracownicy zastanawiali się, czy wiele z tych wielościanów dałoby się upchnąć w małej, połączonej ze sobą przestrzeni, czy posłużyłyby jako skuteczny amortyzator? Materiały te zostały przetestowane przy powolnych odkształceniach, ale nie tak silnych uderzeniach, jakich można by oczekiwać od pocisku lub mikrometeorytu.

Aby się tego dowiedzieć, zsyntetyzowali grudki materiału za pomocą technik nanodruku i wypalili powstałą strukturę, aż stała się czystym węglem. Następnie wystrzelili te struktury węglowe pociskami z tlenku krzemu o szerokości 14 mikronów, poruszającymi się znacznie powyżej prędkości dźwięku (chociaż porównanie w tych skalach jest nieco dziwne).

Zbliżenie pocisku z tlenku krzemu z osadzonym węglem

Kredyty obrazkowe: Massachusetts Institute of Technology/California Institute of Technology

Struktury węglowe, zwłaszcza te gęstsze, bardzo dobrze absorbują uderzenie, zatrzymując martwe cząstki – i, co najważniejsze, odkształcając się, ale nie rozbijając.

„Pokazujemy, że materiał może pochłaniać dużo energii dzięki mechanizmowi kompresji wstrząsów rozpórek w nanoskali w porównaniu z czymś, co jest gęste i w pełni monolityczne, a nie nanokoherentne” – powiedział Portella w komunikacie prasowym opisującym odkrycie. . „Ta sama masa naszego materiału byłaby skuteczniejsza w zatrzymaniu pocisku niż ta sama masa co Kevlar”.

READ  Szybszy obrót Ziemi wymagałby odjęcia sekund od godzin

Co ciekawe, naukowcy odkryli, że byli w stanie lepiej modelować uderzenia i uszkodzenia przy użyciu metod powszechnie stosowanych do opisywania meteorytów uderzających w powierzchnię planety.

To tylko wstępny wynik laboratoryjny, więc żołnierze w najbliższym czasie nie będą nosić kamizelek kuloodpornych w kształcie czworościanów, ale doświadczenie z pewnością pokazuje, że takie podejście jest obiecujące. Jeśli zespołowi uda się znaleźć sposób na produkcję materiału na dużą skalę, może on być przydatny we wszystkich gałęziach przemysłu.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie materiały natury.