سقوط آزاد گریپ فروت از 10 متر نیست خسارت پالپاز آراپایماس زندگی ماهی در آمازون مقاومت کنید حمله از آرایه های دندان های مثلثی پیراناها, پوسته های موجود دریایی آبالون سخت و مقاوم در برابر شکستگی هستند، ……….
در موارد فوق، طبیعت از ساختارهای سلسله مراتبی برای محافظت در برابر بارهای شدید استفاده می کند.
دانشمندان با الهام از این نمونه‌هایی از موجودات زنده که از ساختارهای سلسله مراتبی برای حفاظت استفاده می‌کنند، «مواد معماری» جدیدی به نام پروتئوس (بعد از خدای اسطوره ای تغییر شکل) که خواص مشابهی دارد.
پروتئوس، سبک وزن جدید ماده (تنها 15 درصد چگالی فولاد) هم بسیار تغییر شکل پذیر است و هم در برابر بارهای نقطه ای دینامیکی بسیار مقاوم است. غیر قابل برش توسط یک آسیاب زاویه ای و یک مته برقی.
این فوم فلزی ساخته شده از کره های سرامیکی آلومینا است که در یک آلومینیوم سلولی محصور شده است. این ساختار جدید فلزی-سرامیکی، سلسله مراتبی، در برابر ارتعاشات داخلی تحت بارهای موضعی حساس است. این نوسانات به گونه ای طراحی شده اند که وقتی یک ابزار برش دوار در مسیر خود با یک کره سرامیکی مواجه می شود، رخ می دهد. تماس با بخش سرامیکی یک بار موضعی روی لبه یک دیسک چرخان ایجاد می کند که منجر به ارتعاشات با فرکانس بالا و خارج از صفحه می شود.
هنگام برش با یک آسیاب زاویه ای یا مته، اتصال ارتعاشی به هم پیوسته ایجاد شده توسط کره های سرامیکی داخل بدنه، دیسک برش یا مته را صاف می کند. سرامیک ها نیز به خوبی خرد می شوند ذراتکه ساختار سلولی ماده را پر می کنند و با افزایش سرعت ابزار برش سخت می شوند.
به نظر می رسد پروتئوس کاربردهای صنعتی در ساخت قفل دوچرخه، زره سبک و تجهیزات حفاظتی برای حرفه ای هایی که با ابزارهای برش کار می کنند دارد.
***
منبع:
Szyniszewski، S.، Vogel، R.، Bittner، F. و همکاران. مواد غیرقابل برش از طریق رزونانس موضعی و اثرات نرخ کرنش ایجاد شده است. تاریخ انتشار: 20 جولای 2020. گزارش های علمی 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
