Панцирь лангустов вдохновил физиков на гибкую основу для бронежилетов

Технологии

ТАСС, 23 апреля. На основе структуры брюшного панциря лангустов ученые создали гибкий и прочный нанокомпозитный наполнитель для бронежилетов. Результаты исследования опубликовал научный журнал Matter.

На эту темуОбыкновенные лангусты оказались самыми шумными животными на Земле

"Слой нашего материала толщиной в 13 мм может остановить пятимиллиметровую стальную пулю, выпущенную с расстояния в 200 метров. В этом отношении он несколько уступает кевлару, но заметно превосходит его во многих других", – рассказал один из разработчиков материала, научный сотрудник Массачусетского технологического института Дэвид Вэйссет.

В последние годы ученые и инженеры все чаще заимствуют идеи различных материалов у природы. К примеру, шелк из паутины значительно превосходит сталь по прочности, при этом гораздо легче ее и лучше растягивается. Клей, который вырабатывают моллюски, может соединять материалы под водой и сцепляется с мягкими тканями лучше большинства известных синтетических клейких веществ.

Два года назад инженеры Массачусетского технологического института за трапезой из лангустов обнаружили, что предположительно мягкая и гибкая кожистая оболочка их брюха была необычно прочной. Изучив ее структуру, специалисты выяснили, что эта часть брони ракообразных устроена необычно сложно.

Она состоит из чередующихся слоев наночастиц, которые уложены в подобие листа фанеры, слои которой закручены в спираль. Это обеспечивает брюшной броне моллюсков необычно высокую прочность, хотя по своей сути она представляет собой гидрогель – пористый и гибкий материал, заполненный преимущественно водой.

На эту темуОт огня пиратов морпехов Северного флота спасут надувные бронежилеты

Оказалось, что брюшной панцирь ракообразных становился прочнее при растягивании. Это отличает его от остальных гидрогелей и делает идеальным кандидатом на роль наполнителя, который будет гасить энергию пуль при попадании в бронежилет.

Эта идея привлекла внимание Вэйссета и его коллег по университету, которые занимались новыми типами наполнителей для бронежилетов по заказу Министерства обороны США. Объединив усилия, ученые попытались воспроизвести структуру брюшного панциря лангустов в рукотворном материале.

Для этого ученые напечатали множество плоских листов из гидрогеля, пронизанного большим количеством полимерных нанонитей, уложенных параллельно друг другу. Множество подобных пластин инженеры склеили в стопку, укладывая каждый новый слой под углом в 36 °, повторяя структуру брюшного панциря лангустов.

Получившиеся образцы материала исследователи проверили на прочность. Они обстреляли его лабораторной мини-пушкой, измеряя, насколько хорошо новый материал поглощал кинетическую энергию удара. В этом отношении он лишь незначительно уступал пластинам из кевлара и прочим синтетическим материалам, которые используют в бронежилетах.

Вэйссет и его коллеги считают, что подобные материалы можно использовать не только для производства бронежилетов, но и для создания искусственных мышц, хрящей и решения других задач, где одновременно требуется высокая гибкость и прочность применяемых материалов.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономика и политика на EconomPolit.ru