السقوط الحر للجريب فروت من ارتفاع 10 أمتار لا يحدث تلف اللبأطلقت حملة أرابيما تعيش الأسماك في منطقة الأمازون مقاومة مهاجمة من مصفوفات أسنان أسماك الضاري المفترسة المثلثة, قذائف مخلوق البحر أذن البحر صلبة ومقاومة للكسر، ……….
في الحالات المذكورة أعلاه ، تستخدم الطبيعة هياكل هرمية لتوفير الحماية ضد الأحمال الشديدة.
مستوحاة من هذه الأمثلة للكائنات الحية التي تستخدم الهياكل الهرمية للحماية ، طور العلماء "مادة معمارية" جديدة تسمى بروتيوس (بعد الإله الأسطوري المتغير الشكل) الذي له خصائص مماثلة.
بروتيوس، الوزن الخفيف الجديد مادة (15% فقط من كثافة الفولاذ) قابل للتشوه بدرجة كبيرة ومقاوم للغاية للأحمال النقطية الديناميكية غير قابل للقص بواسطة مطحنة زاوية ومثقاب كهربائي.
إنها رغوة معدنية مصنوعة من كريات سيراميك الألومينا مغلفة بألمنيوم خلوي. هذا الهيكل المعدني الخزفي الجديد ، الهرمي ، عرضة للاهتزازات الداخلية تحت الأحمال الموضعية. تم تصميم هذه التذبذبات لتحدث عندما تصادف أداة القطع الدوارة كرة خزفية على مسارها. ينتج عن التلامس مع قطعة السيراميك حملًا موضعيًا على حافة القرص الدوار ، مما يؤدي إلى اهتزازات عالية التردد خارج المستوى.
عند القطع بمطحنة زاوية أو مثقاب، يؤدي الاتصال الاهتزازي المتشابك الناتج عن الكرات الخزفية داخل الغلاف إلى إضعاف قرص القطع أو لقمة الحفر. يتفتت السيراميك أيضًا إلى أجزاء دقيقة الجسيماتالتي تملأ البنية الخلوية للمادة وتتصلب مع زيادة سرعة أداة القطع.
يبدو أن Proteus لها تطبيقات صناعية في صناعة أقفال الدراجات والدروع خفيفة الوزن ومعدات الحماية للمهنيين الذين يعملون مع أدوات القطع.
***
المصدر
Szyniszewski ، S. ، Vogel ، R. ، Bittner ، F. et al. مادة غير قابلة للقطع تم إنشاؤها من خلال تأثيرات الرنين المحلي ومعدل الإجهاد. تاريخ النشر: 20 يوليو 2020. التقارير العلمية 10، 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
