Пратэй: першы матэрыял, які не паддаецца рэзцы

Свабоднае падзенне грэйпфрута з вышыні 10 м не пашкоджанне мякаць, Арапаімы жывая рыба у Амазонцы супрацьстаяць атакаваць трохкутных шэрагаў зубоў піранняў, Панцыры марскога вуша цвёрдыя і ўстойлівыя да разломаў, ……….

У прыведзеных вышэй выпадках прырода выкарыстоўвае іерархічныя структуры для забеспячэння абароны ад экстрэмальных нагрузак.  

Натхнёныя гэтымі прыкладамі жывых істот, якія выкарыстоўваюць іерархічныя структуры для абароны, навукоўцы распрацавалі новы «архітэктурны матэрыял» пад назвай Пратэй (пасля міфічнага бога, які змяняе форму), які мае падобныя ўласцівасці.

Proteus, новы лёгкі матэрыял (толькі 15% ад шчыльнасці сталі) з'яўляецца адначасова вельмі дэфармабельным і звышстойкім да дынамічных кропкавых нагрузак, таму неразразаецца з дапамогай углошлифовальной машыны і электрадрыля.  

Гэта металічная пена, вырабленая з керамічных сфер з аксіду алюмінія, заключаных у ячэісты алюміній. Гэтая новая металічна-керамічная, іерархічная структура, успрымальная да ўнутраных вібрацый пры лакалізаваных нагрузках. Гэтыя ваганні прызначаныя для таго, каб адбывацца, калі верціцца рэжучы інструмент сустракае на сваім шляху керамічную сферу. Кантакт з керамічным сегментам стварае лакалізаваную нагрузку на вобад круціцца дыска, што прыводзіць да высокачашчынных вібрацый па-за плоскасцю. 

Пры разразанні вуглавой шліфавальнай машынкай або дрылём вібрацыйная сувязь, створаная керамічнымі сферамі ўнутры корпуса, затупляе рэжучы дыск або свердзел. Кераміка таксама дробна фрагментуецца часціцы, якія запаўняюць ячэістую структуру матэрыялу і цвярдзеюць па меры павелічэння хуткасці рэжучага інструмента.

Здаецца, Proteus мае прамысловае прымяненне ў стварэнні веласіпедных замкаў, лёгкай брані і ахоўнага абсталявання для прафесіяналаў, якія працуюць з рэжучымі інструментамі.

***

крыніца:  

Шынішэўскі С., Фогель Р., Бітнер Ф. і інш. Матэрыял, які не паддаецца рэзцы, створаны праз мясцовы рэзананс і эфекты хуткасці дэфармацыі. Апублікавана: 20 ліпеня 2020 г. Навуковыя даклады 10, 11539 (2020). DOI:  https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0