Matériau léger - nommé Proteus d’après le dieu mythique Proteus, qui pouvait prendre diverses formes
Groupe de recherche international,dirigé par l'Université de Durham au Royaume-Uni et l'Institut des machines-outils et des technologies de formage. Fraunhofer à Chemnitz, en Allemagne, a eu l'idée d'un nouveau matériau fabriqué à partir de la paroi cellulaire résistante du pamplemousse et des coquilles résistantes à la rupture des crustacés.
Ces créatures marines sont faites de tuilesassociés à un matériau biopolymère qui les rend résistants aux fractures. Les matériaux organiques qui protègent les coquillages - comme les carreaux d'aragonite trouvés dans leurs coquilles - ont été remplacés dans le nouveau matériau par des céramiques industrielles, de l'alumine et une matrice de mousse métallique d'aluminium.
Le nouveau matériau est durable, léger et ne coupe pas. Les chercheurs disent qu'il peut être utilisé pour fabriquer des antivols de vélo, des armures légères et des équipements de protection pour les personnes qui travaillent avec des outils de coupe.
Le nouveau système de matériaux est dynamique avecune structure interne évolutive qui crée un mouvement à grande vitesse où elle interagit avec les outils de coupe. La réponse dynamique ressemble plus à des structures vivantes.
Le matériau est en nid d'abeille en aluminiumstructures enroulées autour de sphères en céramique, ce qui a un double effet destructeur sur les outils de coupe. Lors de la coupe avec une meuleuse d'angle ou une perceuse, les vibrations générées par les billes de céramique à l'intérieur du corps émoussent la lame ou la perceuse.
Interaction entre le disque et la sphère en céramiquecrée un lien vibratoire interconnecté qui résiste indéfiniment à l'outil de coupe. La lame s'effondre progressivement et devient finalement inefficace lorsque la force et l'énergie du disque ou de la perceuse sont retournées sur elle-même et elle est affaiblie et détruite par sa propre attaque.
De plus, la céramique se décompose en petitsparticules qui remplissent la structure cellulaire du matériau et durcissent avec l'augmentation de la vitesse de l'outil de coupe en raison des forces interatomiques entre les grains de céramique. Ainsi, le caractère adaptatif du matériau repousse en outre tout impact.
Nous avons été intrigués par la façon dont la structure cellulaire du pamplemousse et la structure en tuiles des coquilles de mollusques peuventempêchent d’endommager les fruits ou les créatures à l’intérieur, bien qu’ils soient constitués de blocs de construction organiques relativement faibles.En fait, couper notre matériel, c’est comme couper de la gelée remplie de pépites.Si vous goûtez la gelée, vous frappez les pépites et la matière seravibrer de telle sorte qu’il détruit le disque à tronçonner ou le foret
Stefan Szyniszewski, professeur agrégé au Département de mécanique appliquée, Faculté de génie, UniversitéDurham
Ces structures naturelles ont déterminé le principe de fonctionnement du matériau cermet, qui est basé sur une interaction dynamique avec une charge appliquée, par opposition à une résistance passive.
Les chercheurs ont acquis un brevet pour leur technologie, et ils espèrent conclure des accords avec des partenaires de l'industrie afin qu'elle puisse être transformée en produits pour le marché.
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