Свободното падане на грейпфрута от 10 m не уврежда пулпата, the Рибите Arapaimas, живеещи в Амазонка, устояват на атаката на триъгълните зъбни масиви на пирани, Черупките на морското уши са твърди и устойчиви на счупване, ……….
В горните случаи природата използва йерархични структури, за да осигури защита срещу екстремни натоварвания.
Вдъхновени от тези примери за живи същества, използващи йерархични структури за защита, учените са разработили нов „архитектиран материал“, наречен Proteus (след променящия формата митичен бог), който има подобни свойства.
Proteus, the new lightweight материал (only 15% of steel density) is both highly deformable and ultra‐resistant to dynamic point loads thus is не подлежащ на рязане с ъглошлайф и електрическа бормашина.
Това е метална пяна, изработена от алуминиево-керамични сфери, обвити в клетъчен алуминий. Тази нова металокерамична, йерархична структура, е податлива на вътрешни вибрации при локализирани натоварвания. Тези трептения са предназначени да възникнат, когато въртящ се режещ инструмент срещне керамична сфера по пътя си. Контактът с керамичния сегмент създава локализирано натоварване върху ръба на въртящ се диск, което води до високочестотни вибрации извън равнината.
При рязане с ъглошлайф или бормашина, взаимосвързаната вибрационна връзка, създадена от керамичните сфери вътре в корпуса, притъпява режещия диск или свредлото. Керамиката също се фрагментира на фини частици, които запълват клетъчната структура на материала и се втвърдяват с увеличаване на скоростта на режещия инструмент.
Изглежда Proteus има индустриални приложения при изработването на ключалки за велосипеди, лека броня и защитно оборудване за професионалисти, които работят с режещи инструменти.
***
Източник:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Материал, който не може да се реже, създаден чрез локален резонанс и ефекти на скоростта на деформация. Публикувано: 20 юли 2020 г. Научни доклади 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
