Leichtes Material – benannt nach dem mythischen Gott Proteus, der verschiedene Formen annehmen konnte
Internationale Forschungsgruppe,geleitet von der University of Durham in Großbritannien und dem Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik. Fraunhofer in Chemnitz hatte eine Idee für ein neues Material aus der zähen Zellwand von Grapefruit und den bruchsicheren Muschelschalen.
Diese Meerestiere bestehen aus Fliesenverbunden mit einem Biopolymermaterial, das sie bruchsicher macht. Die organischen Materialien, die die Schalentiere schützen - wie die in ihren Schalen enthaltenen Aragonitfliesen - wurden im neuen Material durch Industrie-, Aluminiumoxidkeramik- und Aluminiummetallschaummatrix ersetzt.
Das neue Material ist langlebig, leicht und schneidet nicht. Forscher sagen, dass damit Fahrradschlösser, leichte Rüstungen und Schutzausrüstung für Menschen hergestellt werden können, die mit Schneidwerkzeugen arbeiten.
Das neue Materialsystem ist dynamisch mitEine sich entwickelnde interne Struktur, die eine schnelle Bewegung erzeugt, bei der sie mit Schneidwerkzeugen interagiert. Die dynamische Reaktion ähnelt eher lebenden Strukturen.
Das Material besteht aus AluminiumwabenStrukturen, die um Keramikkugeln gewickelt sind, was eine doppelte zerstörerische Wirkung auf Schneidwerkzeuge hat. Beim Schneiden mit einem Winkelschleifer oder Bohrer stumpfen die durch die Keramikkugeln im Körper erzeugten Vibrationen die Klinge oder den Bohrer ab.
Wechselwirkung zwischen Scheibe und Keramikkugelerzeugt eine miteinander verbundene Vibrationsverbindung, die dem Schneidwerkzeug endlos widersteht. Die Klinge kollabiert allmählich und wird schließlich unwirksam, wenn die Kraft und Energie der Scheibe oder des Bohrers auf sich selbst zurückgedreht wird und sie durch ihren eigenen Angriff geschwächt und zerstört wird.
Außerdem zerfällt die Keramik in kleinePartikel, die die Zellstruktur des Materials füllen und mit zunehmender Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs aufgrund interatomarer Kräfte zwischen den Keramikkörnern aushärten. Somit weist die Anpassungsfähigkeit des Materials zusätzlich jeden Aufprall ab.
Wir waren fasziniert davon, wie zellularDie Struktur der Grapefruit und die geflieste Struktur der Muschelschalen können Schäden an der Frucht oder den Lebewesen im Inneren verhindern, obwohl sie aus relativ schwachen organischen Bausteinen bestehen. Im Wesentlichen ist das Schneiden unseres Materials — Es ist, als würde man durch mit Nuggets gefülltes Gelee schneiden. Wenn Sie das Gelee probieren, treffen Sie auf die Nuggets und das Material vibriert so, dass es die Trennscheibe oder den Bohrer zerstört
Stefan Szyniszewski, außerordentlicher Professor für Angewandte Mechanik, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Durham University
Diese natürlichen Strukturen bestimmten das Funktionsprinzip des Cermet-Materials, das auf einer dynamischen Wechselwirkung mit einer aufgebrachten Last im Gegensatz zum passiven Widerstand beruht.
Die Forscher haben ein Patent für ihre Technologie erworben und hoffen, mit Industriepartnern Verträge abzuschließen, damit daraus Produkte für den Markt werden können.
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