Nový materiál pohlcujúci nárazy je pevný ako kov a ľahký ako pena
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 14. 3. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci z univerzity Johnsa Hopkinsa vyvinuli nový materiál pohlcujúci nárazy, ktorý je veľmi ľahký, no poskytuje ochranu ako kov. Tento materiál by mohol prispieť napríklad k výrobe prílb, pancierov a častí vozidiel, ktoré sú ľahšie, pevnejšie, a čo je dôležité, dajú sa opätovne použiť.
Kľúčom k novému materiálu sú takzvané elastoméry z tekutých kryštálov. Ide o siete pružných polymérov v tekutej kryštalickej fáze, ktoré im dodávajú užitočnú kombináciu pružnosti a stability. Elastoméry z tekutých kryštálov sa zvyčajne používajú na výrobu aktuátorov a umelých svalov pre robotiku, no v rámci novej štúdie výskumníci skúmali schopnosť tohto materiálu absorbovať energiu.
Tím vytvoril materiály, ktoré pozostávali z naklonených nosníkov elastomérov z tekutých kryštálov vložených medzi tuhé podporné štruktúry. Táto základná jednotka sa opakovala na materiáli vo viacerých vrstvách, aby sa pri náraze prehýbali rôznou rýchlosťou a účinne tak rozptyľovali energiu.
V sérii experimentov vedci testovali, ako dobre materiál odolá nárazom rôznych hmotností pri rôznych rýchlostiach. Materiály boli zasiahnuté predmetmi s hmotnosťou od 1,8 až 6,8 kilogramu pri rýchlostiach do 35,4 km / h a ukázalo sa, že vydržali. Možno nie je prekvapujúce, že materiál sa lepšie osvedčil pri väčšom počte vrstiev. Napríklad štruktúra so štyrmi vrstvami mala takmer dvojnásobnú hustotu absorpcie energie v porovnaní s jednovrstvovou štruktúrou.
Hoci materiály boli zatiaľ testované len pri nárazoch do rýchlosti 35,4 km / h, tím tvrdí, že by mali byť schopné absorbovať aj nárazy pri vyšších rýchlostiach. Vedci hovoria, že materiál by sa mohol dať použiť na zvýšenie bezpečnosti prílb, pancierov, nárazníkov automobilov a iných častí vozidiel a lietadiel, pričom by účinne rozptyľoval energiu z nárazov a zároveň zostane ľahký.
Nový materiál údajne ponúka väčšiu ochranu pred širokým spektrom nárazov, no tým, že je ľahší, by mohol znížiť spotrebu paliva a vplyv vozidiel na životné prostredie. Zároveň by bol pohodlnejší pre používateľov ochranných prostriedkov. Prvým prípadom použitia budú prilby, keďže tím v súčasnosti spolupracuje so spoločnosťou na navrhovaní a testovaní tohto druhu ochranného vybavenia pre športovcov a armádu.
Výskum bol uverejnený v magazíne Advanced Materials.
