Slobodni pad grejpa s 10 m ne šteta pulpaje Arapaimas žive ribe u Amazonu odoljeti napasti nizova trokutastih zuba pirana, Školjke morskog ušuška su tvrde i otporne na lomove, ……….
U gore navedenim slučajevima, priroda koristi hijerarhijske strukture kako bi osigurala zaštitu od ekstremnih opterećenja.
Inspirirani ovim primjerima živih bića koja koriste hijerarhijske strukture za zaštitu, znanstvenici su razvili novi 'arhitektonski materijal' tzv. Protej (nakon mitskog boga koji mijenja oblik) koji ima slična svojstva.
Proteus, novi lagani materijal (samo 15% gustoće čelika) vrlo je deformabilan i ultraotporan na dinamička točkasta opterećenja, stoga je nerezivi kutnom brusilicom i električnom bušilicom.
To je metalna pjena izrađena od aluminij-keramičkih kuglica umotanih u celularni aluminij. Ova nova metalik-keramička, hijerarhijska struktura, osjetljiva je na unutarnje vibracije pod lokaliziranim opterećenjima. Ove oscilacije su dizajnirane da se pojave kada rotirajući alat za rezanje na svom putu naiđe na keramičku kuglu. Kontakt s keramičkim segmentom stvara lokalizirano opterećenje na rubu rotirajućeg diska, što dovodi do visokofrekventnih vibracija izvan ravnine.
Kada se reže kutnom brusilicom ili bušilicom, međusobno povezana vibracijska veza koju stvaraju keramičke kugle unutar kućišta otupljuje rezni disk ili svrdlo. Keramika se također fragmentira u fine čestice, koji ispunjavaju staničnu strukturu materijala i stvrdnjavaju se povećanjem brzine reznog alata.
Čini se da Proteus ima industrijsku primjenu u izradi brava za bicikle, laganog oklopa i zaštitne opreme za profesionalce koji rade s alatima za rezanje.
***
Izvor:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. i sur. Materijal koji se ne može rezati stvoren je djelovanjem lokalne rezonancije i brzine deformacije. Objavljeno: 20. srpnja 2020. Znanstvena izvješća 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
