Главная » Все новости

Новый сверхлегкий амортизирующий материал, прочный как металл

14.03.2022

Группа исследователей из Университета Джона Хопкинса разработала новый амортизирующий материал, прочный как металл, но при этом очень легкий. Изготовленный из жидкокристаллических эластомеров, пеноподобный материал идеально подходит для создания портативных средств защиты (например, для спорта и обороны), а также автомобильных деталей, сочетающих прочность и легкость. Энергопоглощающие материалы используются во многих ситуациях, как для виброизоляции (например, в спортивном оборудовании и опорах двигателя), так и для защиты от ударов (например, в шлемах или бронежилетах).

Большинство существующих материалов рассеивают энергию удара через так называемые неупругие механизмы (пластическая деформация, разрушение или фрагментация), в этом случае кинетическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию, а не сохраняется. Таким образом, материалы повреждаются после удара и не могут быть использованы повторно (или только несколько раз). Однако существуют инженерные материалы (или метаматериалы), которые могут удерживать энергию за счет смятия — это означает, что материал использует ненапряженный режим деформации, чтобы выдержать большую нагрузку. Эта деформация является обратимой, что делает эти метаматериалы пригодными для многократного использования. Однако их способность поглощать энергию ограничена, поэтому они не очень эффективны при высоких скоростях деформации. Столкнувшись с этим наблюдением, исследователи решили увеличить эту поглощающую способность путем включения механизма диссипации материала, зависящего от скорости. Для этого они обратились к жидкокристаллическим эластомерам (ЖКЭ).

ЖКЭ представляют собой слабосшитые жидкокристаллические полимерные сети, сочетающие в себе эластичность эластомера и способность к самоорганизации жидкокристаллической фазы. Сегодня они уже используются в робототехнике для создания искусственных мышц мягких роботов. Исследователи создали структуры, состоящие из элементарных ячеек из наклонных сегментов ЖКЭ, симметрично расположенных между двумя жесткими горизонтальными опорами. Эти элементарные ячейки повторялись в нескольких слоях — предыдущие моделирования показали, что плотность поглощения энергии увеличивается с ростом числа стеков из-за неравномерного смятия слоев.

Источник: New-Science.ru https://new-science.ru/novyj-sverhlegkij-amortizirujushhij-material-prochnyj-kak-metall/

Комментарии к этой записи в блоге

Написать свой комментарий.

Для обратной связи оставляйте, пожалуйста, адрес электронной почты.

    Контакты:

    Рабочие дни (пн-пт): с 9.00 до 20.00 по московскому времени.

    +7 (495) 767-44-30

    +7 (495) 226-12-56

    e-mail: info@progress-rus.ru