The freefall of grapefruit from 10 m does not пошкодження the pulp, Arapaimas fish living in the Amazon resist the атака of piranhas’ triangular teeth arrays, Раковини морського вушка тверді та стійкі до розривів, ……….
У наведених вище випадках природа використовує ієрархічні структури для забезпечення захисту від екстремальних навантажень.
Надихнувшись цими прикладами живих істот, які використовують ієрархічні структури для захисту, вчені розробили новий «архітектурний матеріал» під назвою Протей (на честь міфічного бога, що змінює форму), який має подібні властивості.
Proteus, the new lightweight матеріал (only 15% of steel density) is both highly deformable and ultra‐resistant to dynamic point loads thus is нерозрізний кутовою шліфувальною машиною та електродрилем.
Це металева піна, виготовлена з глиноземних керамічних сфер, укладених у пористий алюміній. Ця нова металокерамічна ієрархічна структура чутлива до внутрішніх коливань під дією локальних навантажень. Ці коливання створені для виникнення, коли обертовий ріжучий інструмент зустрічає на своєму шляху керамічну сферу. Контакт із керамічним сегментом створює локалізоване навантаження на обід диска, що обертається, що призводить до високочастотних неплощинних коливань.
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 частинки, which fill the cellular structure of the material and harden as the speed of the cutting tool is increased.
Схоже, Proteus має промислове застосування у виготовленні велосипедних замків, легкої броні та захисного обладнання для професіоналів, які працюють з ріжучими інструментами.
***
джерело:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. та ін. Матеріал, що не піддається різанню, створений завдяки ефектам локального резонансу та швидкості деформації. Опубліковано: 20 липня 2020 р. Наукові звіти 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
