Lichtgewicht materiaal - Proteus genoemd naar de mythische god Proteus, die verschillende vormen kon aannemen
Internationale onderzoeksgroep,onder leiding van de University of Durham in het VK en het Institute for Machine Tools and Forming Technology. Fraunhofer in Chemnitz, Duitsland, kreeg een idee voor een nieuw materiaal gemaakt van de taaie celwand van grapefruit en de breukbestendige schelpen van schaaldieren.
Deze zeedieren zijn gemaakt van tegelsgeassocieerd met een biopolymeer materiaal dat ze bestand maakt tegen breuken. De organische materialen die de schaaldieren beschermen - zoals de aragoniettegels in hun schelpen - zijn in het nieuwe materiaal vervangen door industriële, aluminiumoxide-keramiek en aluminium metaalschuimmatrix.
Het nieuwe materiaal is duurzaam, lichtgewicht en snijdt niet. Onderzoekers zeggen dat het kan worden gebruikt om fietssloten, lichte bepantsering en beschermende uitrusting te maken voor mensen die met snijgereedschap werken.
Het nieuwe materiaalsysteem is dynamisch meteen evoluerende interne structuur die snelle bewegingen creëert waar het samenwerkt met snijgereedschappen. De dynamische respons lijkt meer op levende structuren.
Materiaal gemaakt van aluminium honingraatstructuren die om keramische bollen zijn gewikkeld, wat een dubbel destructief effect heeft op snijgereedschappen. Bij het snijden met een haakse slijper of boor, stoten de trillingen die worden gegenereerd door de keramische kogels in het lichaam het mes of de boor af.
Interactie tussen schijf en keramische bolcreëert een onderling verbonden vibratieverbinding die eindeloos bestand is tegen het snijgereedschap. Het mes zakt geleidelijk in en wordt uiteindelijk ineffectief wanneer de kracht en energie van de schijf of boor op zichzelf wordt teruggedraaid en het wordt verzwakt en vernietigd door zijn eigen aanval.
Bovendien breekt het keramiek af in kleindeeltjes die de celstructuur van het materiaal vullen en verharden met toenemende snijgereedschapssnelheid als gevolg van interatomaire krachten tussen de keramische korrels. Het adaptieve karakter van het materiaal weert dus elke impact extra af.
We waren geïntrigeerd door hoe mobielDe structuur van grapefruit en de tegelstructuur van schelpen kunnen schade aan de vrucht of de wezens binnenin voorkomen, ondanks dat ze zijn gemaakt van relatief zwakke organische bouwstenen. In wezen is het snijden van ons materiaal — het is alsof je gelei, gevuld met nuggets, doorsnijdt. Als je de gelei proeft, raak je de klompjes en trilt het materiaal zodanig dat het de snijschijf of boor kapot maakt
Stefan Szyniszewski, universitair hoofddocent Toegepaste Mechanica, Faculteit Ingenieurswetenschappen, Durham University
Deze natuurlijke structuren bepaalden het werkingsprincipe van het cermet-materiaal, dat is gebaseerd op dynamische interactie met een uitgeoefende belasting, in tegenstelling tot passieve weerstand.
De onderzoekers hebben een octrooi verkregen voor hun technologie en hopen deals te sluiten met branchepartners om er producten van te maken voor de markt.
Lees ook
Kijk naar de enorme "muur" van honderdduizenden sterrenstelsels achter de Melkweg
Komeet NEOWISE is zichtbaar in Rusland. Waar te zien, waar te kijken en hoe een foto te maken
Het bleek dat de Maya-beschaving hun steden verliet