Seashell Armor Kan Tilbyde Gennemsigtig Beskyttelse For Tropper

{h1}

Ny gennemsigtig rustning for at beskytte amerikanske tropper på slagmarken kunne inspireres af strukturen af ​​skalser, siger forskere.

Ny gennemsigtig rustning for at beskytte amerikanske tropper på slagmarken kunne inspireres af strukturen af ​​skalser, siger forskere.

Forskere ville elske at udvikle hårde, hårde og lette materialer til applikationer som kropsarme. I stigende grad søger forskere at skabe materialer, der efterligner strukturer, der findes i naturen, en strategi kendt som biomimetik.

"Vi har længe studeret naturlige exoskeletoner som inspiration til udviklingen af ​​avancerede konstruerede beskyttelsessystemer," siger studieforfatter Christine Ortiz, en materialforsker ved Massachusetts Institute of Technology.

For at udvikle den nye rustning undersøgte Ortiz og hendes kollega Ling Li vinduesruden østers, Placuna placenta. De var især interesserede i denne mollusk, fordi den har en skal, der tillader 80 procent af det synlige lys til at skinne igennem det. Skallen finder undertiden brug i vindueskarme i stedet for glas i Filippinerne, Indien og andre asiatiske lande. [7 Cool Animal-Inspired Technologies]

"For cirka fem år siden begyndte vi at søge efter naturlige rustning systemer, som også var optisk klare," Ortiz sagde. Gennemsigtig rustning kunne tjene i "soldatøje eller ansigtsbeskyttelse, vinduer og forruder, blastskjold og kampvogne", sagde hun.

Denne snegle er lavet næsten udelukkende af calcit, hovedkomponenten af ​​relativt skrøbelige sten som kalksten og kridt. Forskerne opdagede imidlertid, at denne snegle kunne sprede energi fra penetrationer ca. 10 gange bedre end almindelig kalcit.

Forskere har undersøgt mollusk og andre skaller for at få tips om hvordan man laver rustning, men "dette er den første grundige undersøgelse af en naturlig rustning, der modstår mekanisk gennemtrængning, men også optisk klar", udtalte Ortiz WordsSideKick.com. "Vi ønskede at finde ud af, hvordan materialet modstår indtrængen, men også bevarer denne unikke optiske egenskab."

For at finde ud af, hvordan denne sneskalle kunne gøre så meget bedre end almindelig calcit, undersøgte forskerne sin struktur på nanometerets skala eller milliarder af en meter. Seashellen er lavet af lag af lange diamantformede krystaller af calcit, der er forbundet med organisk materiale.

Da seashellen blev udsat for mikroskopisk denting fra en diamant-tippet probe, fandt forskerne shellen deformeret via "twinning" - krystaller af calcit, der var spejlbilleder af hinanden dannet omkring penetrationszonen. En sådan venskab bidrog til at sprede energi og lokalisere skade ved at afbøje revner fra at sprede sig længere.

I sidste ende begrænsede twinning sammen med shellens nano-niveau struktur beskadigelse af et lille volumen og bevarede mekanisk integritet af resten af ​​strukturen. Armourer baseret på denne strategi for twinning og nano-niveau struktur kunne overleve flere hits, sagde forskere.

"Resultaterne i dette arbejde kan give design principper for syntetisk teknik af lette strukturelle materialer med effektiv energiforbrug," Ortiz sagde. "Vi fortsætter med at studere andre pansrede arter, der udviser semitransparente egenskaber og har til hensigt at skabe et bibliotek med biologiske designprincipper."

Li og Ortiz redegjorde for deres resultater online i går (30. marts) i tidsskriftet Nature Materials.

Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com