Цитрусовые плоды вдохновляют на создание нового поглощающего кинетическую энергию структуры металла

Цитрусовые плоды вдохновляют исследователей на создание нового поглощающего кинетическую энергию структуры металла 

Исследователи используют аналогии в природе для разработки структуры алюминиевых материалов

New York / Heidelberg, 3 December 2013

Как было уже давно известно, что природа дает нам все, что нам нужно. Новые исследования появляться в Журнале материаловедение (Springer’s Journal of Materials Science) может только подтвердить эту предпосылку. Исследователи из института Foundry Institute of the RWTH Aachen University в Германии, и завод Plant Biomechanics Group при Университете University of Freiburg Германия, разработали алюминиевый гибрид, который можно было бы использовать для совершенствования технологии изготовления материалов и техники для обеспечения безопасности. Вдохновение им пришло из неожиданного источника — кожура фрукта помело ( (Citrus maxima) .

Плоды  фрукта Помело имеют массу от одного до двух килограммов, но способны выдерживать значительные ударные нагрузки в результате падений с высоты более 10 метров. Сопротивление деформации кожуры фрукта в основном связано с иерархической структурой кожуры, которая состоит из градуированной, армированной волокном пены. На основании этого был создан новый алюминиевый гибридный материал, который является продуктом подхода  био-копирования. Исследователи объединили металлы с различными механическими свойствами, подобные этим естественным структурам и имитирующие прочность корки помело.

Чтобы использовать способности помело поглощать энергию удара, процесс «block mold casting» был изменен, и стойки в составе пены помело были были заменены на металлический гибрид. Этот гибрид состоит из очень пластичного чистого алюминия в центре и высокопрочного алюминиевого сплава кремния во внешней оболочке.

Композитный материал проявляет значительно более высокую прочность на разрыв (усилие, необходимое что-нибудь сломать друг от друга), чем чистого алюминия, а гораздо более высокую пластичность (способность выдерживать постоянные изменения в форме), чем алюминий-кремниевого сплава. Эта новая комбинация материалов демонстрирует новые свойства под нагрузкой, и авторы предполагают использовать материалы для обеспечения безопасности техники, как лучший и наиболее очевидного использования для нового композитного материала, который они создали.

«Требования дизайнеров и потребителей на предстоящих компонентов будет увеличен в будущем,» сказал Себастьян Ф. Фишер Аахена из университета, ведущий автор исследования. «Основной причиной этого является необходимость энергосбережения, легких продуктов, особенно в автомобильной промышленности. Эти проблемы могут быть решены с помощью улучшенных свойств материала или композитов. И в то время как разработка новых материалов становится все труднее, присоединение различных материалов с различными свойствами имеет много обещаний «.

Reference: Fischer, S.F. et al (2013). Production and properties of a precision-cast bio-inspired composite. Journal of Materials Science. DOI 10.1007/s10853-013-7878-4

 Источник http://www.springer.com

Аналогичная разработка российского автора по созданию сверхупругой оболочки, обладающей уникальными свойствами по поглощению кинетической энергии, в т.ч. ударных воздействий, можно ознакомится на данном сайте http://uvakin.ru/gofrirovannaya-obolochka-uvakina/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.