Інженери створили матеріал, який неможливо прорізати. Пояснюємо, як він улаштований

21 липня 2020, 12:48
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

Дослідники з Університету Дарема у Великобританії та Інституту Фраунгофера в Німеччині розробили перший в світі матеріал що не ріжеться, який назвали Proteus.

Його щільність становить всього 15% щільності сталі, що, за їхніми словами, могло б забезпечити створення нових різновидів броні.

У Proteus використовуються керамічні сфери в гратковій алюмінієвій структурі. Ці сфери створюють руйнівні вібрації, які притупляють будь -які ріжучі інструменти. Дослідники черпали натхнення в жорсткій клітинній шкірці грейпфрута і міцних, стійких до руйнування раковинах молюсків.

Відео дня

Кутова шліфувальна машина або бурове долото переріжуть зовнішній шар пластини Proteus, але як тільки інструмент досягне вбудованих керамічних сфер, починається вібрація, яка притупляє гострі краї інструменту, а потім дрібні частинки керамічного пилу починають заповнювати проміжки в матрично-подібній структурі металу. Це призводить до того, що різати матеріал стає ще важче.

Матеріал також ефективний проти водоструминних ризаків високого тиску, оскільки сферична форма керамічних шматків має тенденцію розширювати струмінь води, значно уповільнюючи швидкість різання.

«По суті, розрізати наш матеріал — це все одно, що розрізати желе, наповнене крупицями. Якщо ви потрапили в желе, ви потрапили в крупиці, і матеріал буде вібрувати таким чином, що він зруйнує ріжучий диск або свердло», — говорить провідний автор статті Стефан Шінішевський, доцент кафедри прикладної механіки, в інженерному відділі Дарема.

«Кераміка, вбудована в цей гнучкий матеріал, також складається з дуже дрібних частинок, які при жорсткому різанні і опорі кутовому шліфувального пристрою або свердла при різанні працюють так само, як мішки з піском пручаються і зупиняють кулю на високій швидкості», — додали автори розробки.

Крім велосипедних замків і легкої броні, у Proteus є потенціал при створенні захисного спорядження для людей, що використовують ріжучі інструменти. В даний час патент знаходиться на розгляді.

Раніше НВ писав, що каліфорнійські дослідники продемонстрували, що їх новий метаматеріал є першою структурою, що досягла теоретичної межі жорсткості.

Зразок матеріалу під назвою Isomax створено з тригранних пірамід, упакованих в восьмикутну структуру з внутрішніми пересічними діагональними стінками.

«Геометрія Isomax забезпечує максимальну жорсткість у всіх напрямках», — пояснює Джонотан Бергер з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі.

Бергер і його команда знайшли повторювану клітинну 3D-структуру, аналогічну стільникам, але з вкрай низькою щільністю і з максимально можливою міцністю і твердістю. Нова структура побудована на основі трикутників і хрестів і, на відміну від шестикутних стільників, не руйнується при різних кутах прикладання сили.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X