The freefall of grapefruit from 10 m does not повреда пулпата- Arapaimas fish living in the Amazon resist the атака of piranhas’ triangular teeth arrays, 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, новият лек материал (само 15% от плътността на стоманата) е силно деформируем и ултра устойчив на динамични точкови натоварвания, следователно е 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.
When cut with an angle grinder or drill, the interlocking vibrational connection created by the ceramic spheres inside the casing blunts the cutting disc or drill bit. The ceramics also fragment into fine частици, which fill the cellular structure of the material and harden as the speed of the cutting tool is increased.
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
