Раковины моллюсков и грейпфруты помогли создать первый неразрезаемый материал

Ученые из Даремского университета (Великобритания) и Института станкостроения и формовочной техники Общества Фраунгофера (Германия) создали материал под названием «Протей», который способен активно противостоять воздействию режущих инструментов. При создании нового материала авторы вдохновились раковинами моллюсков и кожурой грейпфрута. Свою работу ученые опубликовали в журнале Scientific Reports.

Новый материал состоит из керамических сфер, заключенных в ячеистую алюминиевую структуру. В ходе тестов ее не смогли разрезать ни угловые шлифмашины, ни сверла. Материал оказался устойчив даже к действию струй воды высокого давления.

Раковины морских ушек — представителей рода брюхоногих моллюсков — состоят из пластин биополимера, который защищает их от внешних воздействий. По большей части в их состав входит минерал арагонит — карбонат кальция. Авторы нового исследования использовали принципы построения структуры этого материала, заменив арагонит матрицей из алюминия и керамическими материалами на основе глинозема.

Созданный исследователями «Протей» представляет собой алюминиевую сетку, обернутую вокруг керамических сфер. Такая комбинация соединения разрушает инструменты при попытке разрезать поверхность материала. При резке с помощью угловой шлифовальной машины или сверла вибрации, создаваемые керамическими сферами внутри корпуса, притупляют кромки инструментов. Взаимодействие между диском и керамической сферой создает блокирующую вибрацию, которая не позволяет инструменту двигаться вглубь материала.

Кроме того, керамика раскалывается на мелкие частицы, которые заполняют алюминиевые ячейки и затвердевают по мере увеличения скорости режущего инструмента за счет межатомного взаимодействия между керамическими зернами. Благодаря этому материал оказывается еще более устойчив к внешним режущим воздействиям. Ученые также установили, что разрезать «Протей» с помощью водяных струй оказывается невозможным, поскольку криволинейные поверхности керамических сфер расширяют струю, что существенно снижает ее скорость и режущую способность.

По словам исследователей, новый материал можно было бы использовать для изготовления велосипедных замков, легкой брони и защитного снаряжения для людей, работающих с режущими инструментами. Теперь авторы ищут партнеров для создания пробной партии на производстве и выпуска новинки на рынок.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.