Tkanina strukturalna, nowa generacja materiału na wzór kolczugi

Tkanina strukturalna, czyli nowa generacja materiału na wzór kolczugi

Przywyknęliśmy już do tego, że naukowcy często czerpią inspirację z natury w ramach biomimikry i trudno się temu dziwić. Nawet dawno zapomniane kolczugi mogą zainspirować dzisiejszych inżynierów i naukowców. Na podstawie kolczugi bowiem powstała z użyciem druku 3D tkanina strukturalna nowej generacji.

  • Opracowano nową generację materiału, który przyjmuje postać wydrukowanej w 3D tkaniny strukturalnej
  • Złożona z wydrukowanych ośmiościanów tkanina strukturalna może przechodzić ze stanu elastycznego na sztywny
  • Zastosowania tej tkaniny struktrualnej obejmują kamizelki kuloodporne, protezy , a nawet mosty

Inspirując się kolczugą, naukowcy wydrukowali w 3D coś, co określają materiałem nowej generacji. To specjalna tkanina strukturalna, choć bardzo grubymi nićmi szyta

Materiał mogący zmieniać swoje właściwości w myśl konkretnych zapotrzebowań jest kamieniem milowym dla wielu naukowców w dążeniu do rozwoju robotyki, medycyny i sprzętu wszelakiej maści. W tym wypadku naukowcy z Nanyang Technological University i amerykańskiego Caltech opracowali „strukturalną tkaninę nadającą się do noszenia”, wzorując się na wykorzystywanej już w starożytności kolczugę. Owoc tego przyjmuje postać tkaniny, która potrafi szybko przejść ze stanu elastycznego na sztywny.

Czytaj też: Drony z granatnikami na celowniku Korei Południowej. Znamy szczegóły uzbrojenia i datę testów

Wszystko zawdzięcza starannie ułożonym i połączonym ze sobą elementom składowym w postaci ośmiościanów. Te bowiem w pierwotnej formie są ze sobą tylko luźno połączone i nie oddziałują na siebie w dużym stopniu. Jednak wystarczy tylko umieścić je w solidnym worku plastikowym i odessać z niego powietrze, żeby ośmiościany zbliżyły się do siebie i tym samym zakleszczyły, pozwalając jedynie na niewielki ruch względem siebie.

Zainspirowani starożytnymi zbrojami z kolczugi, użyliśmy plastikowych pustych cząstek, które są ze sobą powiązane, aby zwiększyć sztywność naszych przestrajalnych tkanin. Aby jeszcze bardziej zwiększyć sztywność i wytrzymałość materiału, pracujemy teraz nad tkaninami wykonanymi z różnych metali, w tym aluminium, które można wykorzystać w zastosowaniach przemysłowych na większą skalę, wymagających większej nośności, takich jak mosty lub budynki.

– mówi autor badania, adiunkt Wang Yifan.

Czytaj też: Tureckie pokładowe drony bojowe TB-3 od Baykar na ustach dyrektora ds. technologii

Zespół najpierw wydrukował swoją tkaninę strukturalną w 3D z plastiku, a po testach, w których wykazano 25-krotne zwiększenie sztywności między stanem poza i z udziałem próżni, sięgnął po wersję z aluminium. Ta zachowała identyczną giętkość i miękkość, ale już po zakleszczeniu ośmiokątów, mogła pochwalić się wyższą sztywnością ze względu na wyższą twardość aluminium względem plastiku.

Ta wydrukowana w 3D „aluminiowa kolczuga” może stać się w przyszłości podstawą kamizelek kuloodpornych

Dalsze testy z plastikowym materiałem strukturalnym wykazały, że ten był w stanie utrzymać 50-krotność swojej wagi, a przy zrzuceniu na niego stalowej kulki, jego powierzchnia odkształciła się o 26 mm w stanie elastycznym i 3 mm w stanie sztywnym. Jednak to w wersji aluminiowej naukowcy widzą wykorzystanie tego materiału, jako podstawy kamizelek kuloodpornych w połączeniu z kevlarem. Inne potencjalne zastosowania obu wersji obejmują egzoszkielety, odlewy adaptacyjne, a nawet mosty.

Czytaj też: Poznajcie psa przyszłości. Oto Xiaomi CyberDog!

Zespół pracuje obecnie nad poprawą wydajności materiału, badając też nowe sposoby jego usztywniania z uwzględnieniem magnetyzmu, temperatury i elektryczności. Więcej na temat tej tkaniny przeczytacie w publikacji w Nature.