Grafen, wiadomości naukowe

Ultralekki materiał alternatywą dla kevlaru

Inży­nie­ro­wie z trzech placówek – Caltechu, MIT oraz szwaj­car­skiej ETH w Zurychu – pokazali jak za pomocą pre­cy­zyj­nej “nano­ar­chi­tek­tury” można poukła­dać atomy i molekuły w taki sposób, aby otrzymać materiał o rewe­la­cyj­nych walorach ochronnych.

Badania zaini­cjo­wane przez Julię Greer i kon­ty­nu­owane przez zespół Carlosa Portela z MIT dopro­wa­dziły do powsta­nia nie­sa­mo­wi­cie cien­kiego, lekkiego, a przy tym wytrzy­ma­łego mate­riału, który mógłby w przy­szło­ści zostać użyty przy pro­duk­cji kami­ze­lek kulo­od­por­nych oraz pancerzy.

Podstawą tworzywa są węglowe nano­struk­tury przy­bie­ra­jące kształt spe­cy­ficz­nych czte­re­na­sto­ścia­nów – tetra­de­ka­he­dro­nów. Tym samym naukowcy sięgnęli do dawnych prac samego Lorda Kelvina, który ana­li­zo­wał prze­różne bryły poszu­ku­jąc naj­bar­dziej eko­no­micz­nych sposobów na podzie­le­nie trój­wy­mia­ro­wej prze­strzeni. Jedną z opcji był właśnie czte­re­na­sto­ścian o sześciu ścianach kwa­dra­to­wych i ośmiu sześciokątnych.

Inży­nie­ro­wie nagrali moment ude­rze­nia minia­tu­ro­wego pocisku w nanostrukturę.

Tak sfor­mo­wany materiał został poddany wyma­ga­ją­cemu spraw­dzia­nowi wytrzy­ma­ło­ści. Węglową barierę ostrze­li­wano poje­dyn­czymi czą­stecz­kami tlenku krzemu, roz­pę­dzo­nymi do około 4 tysięcy km/h. Okazało się, że cienkie tworzywo było w stanie pochło­nąć energię ude­rze­nia i zatrzy­mać pocisk. Taki wynik oznacza, że wyna­la­zek jest nawet o 70% sku­tecz­niej­szą osłoną od kevlaru – włókna sztucz­nego sto­so­wa­nego obecnie do oble­ka­nia wielu sprzętów woj­sko­wych i sportowych.

Dowiedz się więcej u źródła:
C. Porteli, B. Edwards, D. Veysset, Supersonic impact resilience of nanoarchitected carbon, “Nature Materials”, [online: nature.com/articles/s41563-021–01033‑z].
Total
0
Shares
Inne teksty