The freefall of grapefruit from 10 m does not šteta the pulpje Arapaimas fish living in the Amazon resist the napasti of piranhas’ triangular teeth arrays, 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.
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 čestice, which fill the cellular structure of the material and harden as the speed of the cutting tool is increased.
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
