Inżynierowie z Kalifornijskiego Instytut Technologii stworzyli nowy materiał do zastosowań lotniczych i medycznych. Mikro węzły drastycznie zwiększają wytrzymałość materiału na rozrywanie.
Kosmiczne materiały na wyciągnięcie ręki
Inżynierowie codziennie czynią ogromne postępy, by w naszych sklepach, szafach i szpitalach pojawiały się coraz wytrzymalsze, wielofunkcyjne i tanie materiały. Czy to twardsze i tańsze materiały budowlane, prądotwórcze filtry czy odzież tworzona z ciekłego metalu. Swoją drogą — w samej tylko branży odzieżowej coraz więcej fascynujących, futurystycznych konceptów i produktów. Tego rodzaju wynalazkiem jest też nowa tkanina prosto Kalifornijskiego Instytutu Technologii.
Materiał jest wykonany z polimerów ułożonych w szereg węzłów, z dodatkowym skrętem, który absorbuje więcej energii. Włókna nie są fizycznie wiązane w węzły – zamiast tego są drukowane na drukarce 3D w tym kształcie, co jest prostsze w produkcji i zapobiega ich rozwiązywaniu. Każdy węzeł ma około 70 mikrometrów wysokości i szerokości.
Mikro węzły do specjalsitycznych zadań
Naukowcy poddali materiał z mikro węzłów testom naprężeń, w których został rozciągnięty do punktu zerwania. Porównano to z wersją materiału wykonaną z tego samego materiału, ale z przeplataną strukturą zamiast węzłową. Okazało się, że supły pozwoliły materiałowi wchłonąć o 92% więcej energii i wytrzymać ponad dwukrotnie większe naprężenie, zanim się zerwało, niż w przypadku splatanej struktury.
Tak wytrzymała tkanina znajdzie wg. zespołu zastosowanie w lotnictwie i medycynie. Jednocześnie w przyszłych pracach naukowcy planują zbadać materiały wykonane z bardziej złożonych węzłów.
Zdolność do przezwyciężenia ogólnego kompromisu między odkształcalnością materiału a wytrzymałością na rozciąganie oferuje nowe sposoby projektowania urządzeń, które są niezwykle elastyczne, trwałe i mogą działać w ekstremalnych warunkach.
Widianto P. Moestopo, główny autor badania
Więcej o nowych superwęzłach można dowiedzieć się z oficjalnej publikacji naukowej zespołu.
