Учёные из Университета Джона Хопкинса (США) совершили прорыв, создав новый материал – прочный, как металл, но лёгкий, как пенопласт
Новинка может перевернуть современное производство с ног на голову. По словам учёных, этот материал можно использовать для повышения прочности шлемов, бронежилетов, автомобильных бамперов и других частей транспортных средств и самолётов. Изделия получатся не только более лёгкими, но и невероятно прочными.
Бронежилет как пёрышко
Одной из главных особенностей нового материала является экстремальная способность поглощать энергию и компенсировать удары, полученные в результате ДТП или несчастных случаев.
– При использовании в транспортных средствах этот сверхлёгкий материал позволит уменьшить расход топлива и, следовательно, воздействие выхлопных газов на окружающую среду, а для спортсменов, военных и всех тех, кто носит защитное снаряжение, существенно снизить нагрузку, – рассказал Metro Сонг Хун Кан, доцент кафедры машиностроения в Университете Джона Хопкинса.
Удар! Ещё удар!
Ключом к изобретению стали так называемые жидкокристаллические эластомеры с высокой энергопоглощающей способностью. Обычно они используются для изготовления приводов в робототехнике.
В ходе экспериментов учёные проверили, насколько хорошо материал "держит удар". Образцы поражали предметами весом от 1,8 до 6,8 кг на скорости до 35 км/ч. Испытания прошли успешно. Оказалось, что материал работал тем лучше, чем больше слоёв клеточных прослоек в нём насчитывалось. Структура с четырьмя слоями, например, имела почти вдвое большую плотность поглощения энергии, чем однослойная структура. В будущем учёные планируют провести испытания на более высоких скоростях.
Первым вариантом "бытового применения" будут шлемы. Команда учёных уже приступила к разработке и тестированию защитного снаряжения для спортсменов и военных.
35 км/ч – скорость удара, которую выдержал материал во время испытаний.
Новый материал экологически чистый. При использовании в транспортных средствах он позволит снизить расход топлива и, следовательно, его воздействие на окружающую среду | AGENCIA.
Эксперт. Сонг Хун Кан, автор исследования
Как вам пришла идея создать этот новый материал?
– Мы заметили, что материалы, из которых делают автомобильные бамперы и шлемы, плохо выдерживают удары на высокой скорости и часто не подлежат повторному использованию. В результате мы решили повысить прочность материалов за счёт синергетического использования пенообразной сетки с жидкокристаллическими эластомерами с высоким поглощением энергии, которые часто используются в приводах для мягкой робототехники.
Почему этот материал защищает не хуже металла?
– Потому что количество энергии, которое он может поглотить на заданный объём, сравнимо с металлом. Мы создали материал прочный, как сталь, но лёгкий, как пенопласт. Кроме того, наш материал можно использовать повторно.
Материал может использоваться для изготовления
шлемов
бронежилетов
бамперов
автозапчастей
авиационных деталей
аэрокосмических деталей
