Proteus: Првиот материјал што не може да се сече

Слободниот пад на грејпфрут од 10 m не штета пулпата, Арапаимас риби кои живеат во Амазон се спротивстави на нападне од триаголни заби низи на пираните, Школките на морското суштество од абалон се тврди и отпорни на скршеници, ……….

Во горенаведените случаи, природата користи хиерархиски структури за да обезбеди заштита од екстремни оптоварувања.  

Инспирирани од овие примери на живи суштества кои користат хиерархиски структури за заштита, научниците развија нов „архитектиран материјал“ наречен Proteus (по митскиот бог што го менува обликот) кој има слични својства.

Proteus, новиот лесен материјал (само 15% од густината на челик) е и високо деформабилна и ултраотпорна на динамички оптоварувања во точката, така што е што не може да се сече со аголна мелница и електрична вежба.  

Тоа е метална пена направена од алумина керамички сфери обвиткани во клеточен алуминиум. Оваа нова метално-керамичка, хиерархиска структура, е подложна на внатрешни вибрации при локализирани оптоварувања. Овие осцилации се дизајнирани да се појават кога ротирачкиот алат за сечење ќе наиде на керамичка сфера на својот пат. Контактот со керамичкиот сегмент создава локализирано оптоварување на работ на ротирачкиот диск, што доведува до високофреквентни вибрации надвор од рамнината. 

Кога се сече со аголна мелница или дупчалка, испреплетената вибрациска врска создадена од керамичките сфери во внатрешноста на куќиштето го затапува дискот за сечење или дупчалката. Керамиката исто така се распарчува на фино честички, кои ја исполнуваат клеточната структура на материјалот и се стврднуваат како што се зголемува брзината на алатот за сечење.

Се чини дека Proteus има индустриски апликации во правењето брави за велосипеди, лесен оклоп и заштитна опрема за професионалци кои работат со алати за сечење.

***

извор:  

Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Материјал што не може да се сече создаден преку ефекти на локална резонанца и стапка на напрегање. Објавено: 20 јули 2020. Научни извештаи 10, 11539 (2020). DOI:  https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0