The freefall of grapefruit from 10 m does not kár a pép, a Arapaimas fish living in the Amazon resist the támadás of piranhas’ triangular teeth arrays, Az abalone tengeri lény héja kemény és törésálló, ……….
A fenti esetekben a természet hierarchikus struktúrákat használ a szélsőséges terhelések elleni védelem érdekében.
A hierarchikus struktúrákat védelemre használó élőlények e példái alapján a tudósok kifejlesztettek egy új „építészeti anyagot”, az ún. Proteus (az alakváltó mitikus isten után), amely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.
Proteus, the new lightweight anyag (only 15% of steel density) is both highly deformable and ultra‐resistant to dynamic point loads thus is nem vágható sarokcsiszolóval és elektromos fúróval.
Ez egy alumínium-oxid kerámia gömbökből készült fémhab, amely cellás alumíniumba van burkolva. Ez az új fém-kerámia, hierarchikus szerkezet, érzékeny a belső rezgésekre, helyi terhelések hatására. Ezeket az oszcillációkat úgy tervezték, hogy akkor forduljanak elő, amikor egy forgó vágószerszám kerámiagömbbel találkozik útjában. A kerámia szegmenssel való érintkezés helyi terhelést hoz létre a forgó tárcsa peremén, ami nagyfrekvenciás, síkon kívüli rezgésekhez vezet.
When cut with an angle grinder or drill, the interlocking vibrational connection created by the ceramic spheres inside the casing blunts the cutting disc or drill bit. The ceramics also fragment into fine részecskéket, which fill the cellular structure of the material and harden as the speed of the cutting tool is increased.
Úgy tűnik, hogy a Proteusnak ipari alkalmazásai vannak kerékpárzárak, könnyű páncélzatok és védőfelszerelések gyártásában a vágószerszámokkal dolgozó szakemberek számára.
***
Forrás:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Nem vágható anyag, amely helyi rezonancia és alakváltozási hatások révén jött létre. Közzétéve: 20. július 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
