Инженеры создали материал, который невозможно прорезать. Объясняем, как он устроен

21 июля 2020, 12:48

Исследователи из Университета Дарема в Великобритании и Института Фраунгофера в Германии разработали первый в мире не режущийся материал, который назвали Proteus.

Его плотность составляет всего 15% плотности стали, что, по их словам, могло бы обеспечить создание новых разновидностей брони.

В Proteus используются керамические сферы в ячеистой алюминиевой структуре. Эти сферы создают разрушительные вибрации, которые притупляют любые режущие инструменты. Исследователи черпали вдохновение в жесткой клеточной кожуре грейпфрута и прочных, устойчивых к разрушению раковинах моллюсков.

Видео дня

Угловая шлифовальная машина или буровое долото прорежут внешний слой пластины Proteus, но как только инструмент достигнет встроенных керамических сфер, начинается вибрация, которая притупляет острые края инструмента, а затем мелкие частицы керамической пыли начинают заполнять промежутки в матрично-подобной структуре металла. Это приводит к тому, что резать материал становится еще тяжелее.

Материал также эффективен против водоструйных резаков высокого давления, так как сферическая форма керамических кусков имеет тенденцию расширять струю воды, значительно замедляя скорость резания.

«По сути, разрезать наш материал — это все равно, что разрезать желе, наполненное крупицами. Если вы попали в желе, вы попали в крупицы, и материал будет вибрировать таким образом, что он разрушит режущий диск или сверло», — говорит ведущий автор статьи Стефан Шинишевский, доцент кафедры прикладной механики, в инженерном отделе Дарема.

«Керамика, встроенная в этот гибкий материал, также состоит из очень мелких частиц, которые при жесткой резке и сопротивлении угловому шлифовальному устройству или сверлу при резке работают так же, как мешки с песком сопротивляются и останавливают пулю на высокой скорости», — добавили авторы разработки.

Помимо велосипедных замков и легкой брони, у Proteus есть потенциал при создании защитного снаряжения для людей, использующих режущие инструменты. В настоящее время патент находится на рассмотрении.

Ранее НВ писал, что калифорнийские исследователи продемонстрировали, что их новый метаматериал является первой структурой, достигшей теоретического предела жесткости.

Образец материала под названием Isomax cостоит из трехгранных пирамид, упакованных в восьмиугольную структуру с внутренними пересекающимися диагональными стенками.

«Геометрия Isomax обеспечивает максимальную жесткость во всех направлениях», — объясняет Джонотан Бергер из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

Бергер и его команда нашли повторяющуюся клеточную 3D-структуру, аналогичную сотам, но с крайне низкой плотностью и с максимально возможной прочностью и жесткостью. Новая структура построена на основе треугольников и крестов и, в отличии от шестиугольных сот, не разрушается при разных углах приложения силы.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X