有什么比轻重和纤细的材料更好?从海蜗牛到动物秤,再到精细调节的泡沫,科学家一直在不懈地努力制作一种材料,以胜过其他所有其他材料。最近,科学家在纳米级工程的帮助下提出了新材料,据报道,就质量而言,它可以超越凯夫拉尔和钢铁。
新材料必须首先进行光敏树脂,该树脂用激光处理以形成重复微观支撑的晶格模式。然后将该材料放入高温真空室中,以将聚合物转化为超轻碳,并使用以前由特殊泡沫煽动的建筑物来吸收任何效果。
首席作家卡洛斯·波特拉(Carlos Portela)说:“从历史上看,这种几何形状出现在能量降低泡沫中。”“虽然碳通常是脆弱的,但纳米架构材料中的布置和小尺寸会产生橡胶,弯曲的主导的建筑。”
通过修改材料的精细调整架构,它的性质也可以通过碳撑杆的不同排列更改,从而使其具有独特的特性。这是由纳米级结构组成的材料的自然特征,但是该团队在现实世界中使用了一种吸引人的方法来研究这些效果。
Portela说:“我们只知道他们在慢速变形方案中的反应,而他们的许多实际用途都被认为是在没有慢慢变形的现实应用程序中。”
该研究主要帮助科学家了解其新装甲材料的潜力。实验涉及一侧用金胶带和氧化硅颗粒分层的载玻片。然后将超高速激光器放在幻灯片上,以回报产生快速扩张的气体。然后它将粒子从表面发送到瞄准点。之后,调整了弹丸的速度,使科学家有机会玩各种速度。
这包括一些深层超音速速度,速度为40至1,100米(89至2,460 mph)。高速相机正在捕获进一步研究的效果。还用相反厚度的碳撑杆测试了不同的设计。这种方法使团队能够定居理想的设计,通过这些设计,粒子似乎可以在材料中定位出来,而不是通过它撕裂。
Portela说:“我们显示材料可以吸收大量能量,因为在纳米级的支撑杆的这种休克压实机制,而不是完全密集和整体的东西,而不是纳米构造的东西。”
这种新材料打算是下一代盔甲比人发的宽度要薄,具有比钢,铝甚至凯夫拉尔更熟练地吸收效果的能力。由微小碳撑杆制成的盔甲比传统材料更强壮,更强大,这可能是下一个最佳选择。
“这项工作的知识……可以为超轻量级耐撞击的材料提供设计原理,用于有效的装甲材料,保护性涂料和防御和空间应用中的抗爆炸罩,”合着者Julia R.。格里尔。