Experimentelle stoßdämpfende Materialien können verhindern, dass Projektile mit mehr als 3.000 Meilen pro Stunde fliegen

Bild: Wikimedia – Nathan Burr und Kurt Grover von Aimed Research (andere)

Team von Forscher der University of Kent In Canterbury, England, verwendeten sie ein Protein namens Talin, das als „natürlicher Stoßdämpfer“ der Zelle fungiert, um es herzustellen Neue stoßdämpfende Materialien Kann mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Projektile stoppen, ohne sie dabei zu zerstören.

Die Entwicklung von Materialien zur Verbesserung der Wirksamkeit von Rüstungen ist kein ausschließliches Bestreben der Militärs der Welt. Stoßfängermaterialien haben auch in anderen Bereichen Vorteile. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden sie von entscheidender Bedeutung sein, da wir unsere Präsenz im Weltraum weiter ausbauen, wo selbst winzige Partikel, die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen, erhebliche Schäden an Raumfahrzeugen anrichten können. Auch andere Forscher könnten von Durchbrüchen auf diesem Gebiet profitieren, insbesondere diejenigen, die mit Hochgeschwindigkeitsprojektilen experimentieren, die letztendlich sicher gestoppt werden müssen.

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Das aktuelle Design von Panzerungen und Materialien zum Blockieren von Projektilen verwendet eine Kombination aus keramischen und faserbasierten Komponenten, die miteinander kombiniert werden, um ein Hochgeschwindigkeitsobjekt effektiv zu stoppen, das direkt durch sie hindurchgeht, aber am Ende zu viel der kinetischen Energie des Projektils auf sie überträgt des gepanzerten Fahrzeugs oder der gepanzerten Person, was häufig zu nicht tödlichen Verletzungen führt. Diese Materialien neigen auch dazu, während des Prozesses zerstört zu werden und müssen nach jedem Gebrauch ersetzt werden. Diese neue Forschung bringt uns der Lösung der einzigartigen Herausforderungen bei der Entwicklung stoßdämpfender Materialien einen Schritt näher.

Auf molekularer Ebene hat Talin eine Struktur, die sich unter Spannung entfaltet, um Energie abzuleiten, und sich danach wieder biegt, wodurch es bereit ist, immer wieder Stöße zu absorbieren und die Zellen widerstandsfähig gegen äußere Kräfte zu halten. Als das Protein mit anderen Komponenten kombiniert und zu TSAM (bzw Stoßdämpfendes Tallinn-Material), blieben diese einzigartigen stoßdämpfenden Eigenschaften erhalten.

Um die Wirksamkeit von TSAM zu testen, setzten die Forscher es den Einschlägen von Basaltpartikeln (etwa 60 Mikrometer groß oder ungefähr dem Durchmesser eines menschlichen Haares) und später größeren Aluminiumsplittern aus, die sich mit 1,5 km/s fortbewegten. Das sind über 3.300 Meilen pro Stunde, was dreimal schneller ist als die Geschwindigkeit einer 9-mm-Kugel, die aus einer Pistole abgefeuert wird. Die Partikel wurden nicht nur vollständig vom TSAM absorbiert, sondern die Partikel selbst wurden dabei nicht zerstört.

Die Größe dieser Testmaterialien bedeutet, dass die Partikel nicht so viel Energie auf die TSAMs übertragen haben wie ein Projektil, das von so etwas wie einem Panzer abgefeuert wird, aber es hilft, ihr Potenzial zu beweisen. Letztendlich sind die Forscher zuversichtlich, dass das Hydrogel in leichtere, tragbare Schutzwesten für Soldaten integriert werden kann, die Kollisionsenergie besser absorbieren und gleichzeitig ihre stoßdämpfenden Fähigkeiten behalten, selbst nachdem sie Leben gerettet haben.

Es ist möglicherweise am nützlichsten für die Luft- und Raumfahrtindustrie, sowohl für den Schutz von Raumfahrzeugen als auch für die Erforschung von Weltraumschrott, Staub und Mikrometeoriten, die eingefangen werden können, ohne dabei zerstört zu werden. Natürlich ist es einfacher, eingefangene feine Partikel zu untersuchen als eine Handvoll tödlichen Staubs. Viel wichtiger für regelmäßige Gizmodo-Leser ist jedoch, wie dieses neue Material in Smartphone-Hüllen integriert wird, wodurch unsere teure Investition so langlebig und widerstandsfähig wird wie die nahezu unzerstörbaren Nokia-Telefone von vor Jahren.

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