Seashell Armor Biedt Transparante Bescherming Voor Troepen

{h1}

Nieuw transparant pantser om amerikaanse troepen op het slagveld te beschermen zou kunnen worden geïnspireerd door de structuur van zeeschelpen, zeggen onderzoekers.

Nieuw transparant pantser om Amerikaanse troepen op het slagveld te beschermen zou kunnen worden geïnspireerd door de structuur van zeeschelpen, zeggen onderzoekers.

Wetenschappers zouden graag harde, harde, lichtgewicht materialen ontwikkelen voor toepassingen zoals kogelvrije vesten. In toenemende mate proberen onderzoekers materialen te creëren die structuren nabootsen die in de natuur voorkomen, een strategie die bekend staat als biomimetica.

"We hebben lang natuurlijke exoskeletten bestudeerd als inspiratie voor de ontwikkeling van geavanceerde, engineered beschermende systemen", zei studie-auteur Christine Ortiz, een materiaalwetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology.

Om het nieuwe pantser te ontwikkelen, onderzochten Ortiz en haar collega Ling Li de oester van de ruit, Placuna placenta. Ze waren vooral geïnteresseerd in dit weekdier, omdat het een schaal heeft die 80 procent van het zichtbare licht doorlaat. De schaal wordt soms gebruikt in ruiten in plaats van glas in de Filippijnen, India en andere Aziatische landen. [7 Cool Animal-Inspired Technologies]

"Ongeveer vijf jaar geleden zijn we op zoek gegaan naar natuurlijke pantsersystemen, die ook optisch duidelijk waren," zei Ortiz. Transparant pantser kan dienen als "oogbescherming voor soldaten of voor het gezicht, ramen en voorruiten, schietschilden en gevechtsvoertuigen", zei ze.

Deze zeeschelp is bijna volledig gemaakt van calciet, het belangrijkste bestanddeel van relatief fragiele gesteenten zoals kalksteen en krijt. De wetenschappers ontdekten echter dat deze zeeschelp energie tien keer beter zou kunnen verspreiden van penetraties dan gewone calciet.

Wetenschappers hebben weekdier en andere schelpen onderzocht voor tips over het maken van harnassen, maar "dit is de eerste grondige studie van een natuurlijk harnas dat mechanische penetratie weerstaat, maar het is ook optisch duidelijk", vertelde Ortiz aan WordsSideKick.com. "We wilden weten hoe het materiaal bestand is tegen penetratie, maar bewaart ook deze unieke optische eigenschap."

Om erachter te komen hoe deze zeeschelp zoveel beter kon dan regulier calciet, onderzochten de onderzoekers de structuur op de schaal van nanometers, of miljardsten van een meter. De zeeschelp is gemaakt van lagen van lange, diamantvormige kristallen van calciet samengevoegd door organisch materiaal.

Toen de zeeschelp werd onderworpen aan microscopisch klein deuk van een sonde met diamantpunt, vonden de wetenschappers de schaal vervormd via "twinning" - kristallen van calciet die spiegelbeelden van elkaar vormden rond de penetratiezone. Een dergelijke twinning heeft geholpen energie te dissiperen en schade te lokaliseren, door scheuren af ​​te zetten en zich verder te verspreiden, bijvoorbeeld.

Uiteindelijk beperkte de twinning, samen met de nano-niveaustructuur van de schaal, de schade tot een klein volume en behield de mechanische integriteit van de rest van de structuur. Armors gebaseerd op deze strategie van twinning en van nano-level structuur kunnen meerdere hits overleven, aldus onderzoekers.

"De bevindingen in dit werk bieden mogelijk ontwerpprincipes voor synthetische engineering van lichtgewicht structurele materialen met efficiënte energiedissipatie," zei Ortiz. "We blijven andere gepantserde soorten bestuderen die semitransparante eigenschappen vertonen en een bibliotheek van biologische ontwerpprincipes willen maken."

Li en Ortiz hebben hun bevindingen gisteren (30 maart) online gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.

Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com