Materiale leggero: chiamato Proteus in onore del mitico dio Proteus, che poteva assumere forme diverse
Gruppo di ricerca internazionale,guidato dall'Università di Durham nel Regno Unito e dall'Institute for Machine Tools and Forming Technology. Fraunhofer a Chemnitz, in Germania, ha avuto un'idea per un nuovo materiale ricavato dalla dura parete cellulare del pompelmo e dai gusci resistenti ai crostacei dei molluschi.
Queste creature marine sono fatte di piastrelleassociato a un materiale in biopolimero che li rende resistenti alle fratture. I materiali organici che proteggono i molluschi - come le piastrelle di aragonite che si trovano nei loro gusci - sono stati sostituiti nel nuovo materiale con ceramiche industriali, allumina e matrice di schiuma metallica di alluminio.
Il nuovo materiale è resistente, leggero e non taglia. I ricercatori affermano che può essere utilizzato per realizzare serrature per biciclette, armature leggere e equipaggiamento protettivo per le persone che lavorano con utensili da taglio.
Il nuovo sistema di materiali è dinamico conuna struttura interna in evoluzione che crea movimento ad alta velocità dove interagisce con gli utensili da taglio. La risposta dinamica è più simile alle strutture viventi.
Il materiale è realizzato in alluminio a nido d'apestruttura avvolta attorno a sfere in ceramica, che ha un doppio effetto distruttivo sugli utensili da taglio. Quando si taglia con una smerigliatrice angolare o un trapano, le vibrazioni generate dalle sfere di ceramica all'interno del corpo smussano la lama o il trapano.
Interazione tra disco e sfera di ceramicacrea una connessione di vibrazione interconnessa che resiste all'infinito all'utensile da taglio. La lama collassa gradualmente e alla fine diventa inefficace quando la forza e l'energia del disco o del trapano vengono ripiegate su se stesse e viene indebolita e distrutta dal suo stesso attacco.
Inoltre, la ceramica si scompone in piccoliparticelle che riempiono la struttura cellulare del materiale e si induriscono aumentando la velocità di taglio a causa delle forze interatomiche tra i grani ceramici. Pertanto, la natura adattiva del materiale respinge ulteriormente qualsiasi impatto.
Siamo rimasti incuriositi dal modo in cui è cellularela struttura del pompelmo e la struttura piastrellata dei gusci delle vongole possono prevenire danni al frutto o alle creature all'interno, nonostante siano costituiti da elementi organici relativamente deboli. In sostanza, tagliare il nostro materiale — è come tagliare una gelatina piena di pepite. Se assaggi la gelatina, colpirai le crocchette e il materiale vibrerà in modo tale da distruggere il disco da taglio o la punta del trapano
Stefan Szyniszewski, Professore associato di Meccanica applicata, Facoltà di Ingegneria, Università di Durham
Queste strutture naturali hanno determinato il principio di funzionamento del materiale cermet, che si basa sull'interazione dinamica con un carico applicato, al contrario della resistenza passiva.
I ricercatori hanno acquisito un brevetto per la loro tecnologia e sperano di stringere accordi con i partner del settore in modo che possa essere trasformato in prodotti per il mercato.
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