|
Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru) |
|
| 30.12.2019 | |
|
Вместо металла и керамики: в США изобрели «пуленепробиваемый» полимерный материал |
|
|
Алина Измайлова |
|
|
Ученые из Университета Райса в Хьюстоне представили полимерный материал, обладающий высокой прочностью и уникальной «тормозной способностью». Так, в ходе эксперимента выяснилось, что кубы, изготовленные из этого материала, способны останавливать пули на лету. Секрет кроется в его пористой многослойной структуре.  Полимерные блоки, созданные исследовательской группой в Университете Райса© Jeff Fitlow/Rice UniversityВ своем исследовании ученые из Хьюстона опирались на научную 1993 года. В ней ученый-химик из Университета Техаса в Далласе и ученый-физик из Университета Кампинас в Сан-Паулу впервые описали сложную структуру (в оригинальной статье она называется tubulane) из переплетенных углеродных нанотрубок. Благодаря сложному рисунку из перекрещенных нитей такая решетка получается чрезвычайно прочной. Сотрудники Университета Райса установили, что правило работает не только на атомном, но и на макроскопическом уровне, и взяв за основу материал, придуманный коллегами четверть века назад, смоделировали собственный. Воспроизвести структуру они смогли благодаря технологии 3D-печати. Авторы исследования говорят, что в перспективе масштабирование метода ограничено лишь размерами принтера. Чтобы проверить свои расчеты, учёные распечатали из полимера куб со стороной 5 см. Толщина каждого из его многочисленных слоёв составила 0,2 мм. Для сравнения из того же материала был изготовлен литой аналог. В каждый блок из газового пистолета пустили алюминиевую пулю: снаряд массой почти 10 мг летел со скоростью 5,8 км/с. В результате цельный куб получил большую вмятину и трещины по всему корпусу. А объем, распечатанный на 3D-принтере, справился с заданием примерно в 10 раз лучше: пуля не прошла дальше второго слоя, при этом «площадь поражения» оказалась минимальной.  Полимерные блоки, созданные исследовательской группой в Университете Райса© Jeff Fitlow/Rice UniversityВторым испытанием на прочность стало одноосное сжатие. Под вертикальным прессом «многослойные» полимерные блоки постепенно деформировались, но так и не растрескались – они словно поглощали давление. Ход эксперимента можно посмотреть на записи ниже: Исследовательская группа считает, что открытие может иметь большое влияние на отрасли, которые зависят от легких, прочных и долговечных материалов: аэрокосмическую, строительную и даже оборонную промышленность. Так, детали и компоненты, которые, как правило, изготавливаются из металла, керамики и других дорогостоящих материалов, можно будет заменить более дешевыми полимерами. |
|