Материал не поддающийся разрезанию создан международной группой ученых - Гранит науки - 2020-07-24
В журнале Scientific Reports описан первый в мире неразрезаемый материал, плотность которого составляет всего лишь 15% плотности стали. Как пишут авторы открытия, новый материал, названный Протеем (Proteus) в честь древнегреческого морского божества, способного принимать разные обличья, может быть использован для создания легчайшей брони или невзламываемого велосипедного замка. Протей состоит из керамических сфер, погруженных в ячеистую пенную алюминиевую структуру, благодаря чему он не поддается устройствам с режущим диском, сверлению и прочим разрушающим твердые материалы воздействиям. Новый материал был создан совместными усилиями ученых из Даремского университета (Durham University) в Великобритании и Института Фраунгофера (Fraunhofer Institute) в Германии по аналогии с прочной и ячеистой кожурой грейпфрута, а также твердой и не раскалывающейся арагонитовой раковиной моллюсков.
В раковинах моллюсков слои карбоната кальция взвешены в мягкой органической структуре, и раковины притупляют зубы, когти и клешни хищников точно так же, как Протей выводит из строя инструменты. Внешний слой Протея позволит дрели или «болгарке» проникнуть на какую-то глубину, но как только инструмент столкнется с керамическими сферами, материал начнет вибрировать, что затупит острые края инструмента, потому что мельчайшие частички керамической пыли проникнут в поры матриксоподобной структуры металла, из которого делают режущие инструменты. Еще большие трудности для разрезания создает увеличение скорости инструментов, потому что чем больше скорость распиливания и сверления, тем сильнее межатомные взаимодействия между керамическими гранулами, что сводит на нет «силу и энергию сверления», поясняют ученые изданию New Atlas.
Новый материал столь же эффективно противостоит водорезке - инструментам для гидроабразивной резки - потому что сферическая форма керамических включений расширяет поток воды, увеличивая область приложения силы, а это ослабляет давление разрезания. «Пытаться разрезать наш материал - это все равно что резать плотное желе с наггетсами», говорит ведущий автор публикации о Протее Стефан Шинишевский (Stefan Szyniszewski) с кафедры инженерии Даремского университета. Твердые включения в желе при взаимодействии с режущим и сверлящим инструментом создают колебания, в результате чего внутри лезвия или сверла возникают боковые вибрации, которые портят режущий диск или сверло, поясняет он. Как отмечает издание Interesting Engineering, прототипы большей части современных технологических достижений – от совершенных дронов до брони нового поколения – находятся в природе. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».