В Великобритании создали первый в мире материал, который нельзя разрезать

Британские инженеры, вдохновленный грейпфрутами и скорлупой, разработали новый материал притупляющий любую шлифовальную машину или дрель, с которыми он контактирует. Он был назван Протеус в честь греческого бога моря, поскольку легок и способен рассеивать любые струи воды.

Это «умный материал» был сделан из заключенных в ячеистую алюминиевую конструкцию керамических сфер и может применяться, например, для создания новой легкой брони. Также он может использоваться в создании защитного оборудования для строительства и обслуживания. Международная группа исследователей взяла идею для своей инновационной разработки из прочной клеточной оболочки грейпфрута и устойчивых к разрушению оболочек моллюсков.

При резке нового материала с использование шлифовальной машины или сверла вибрация, создаваемая находящимися внутри корпуса керамическими сферами, затупляют режущий диск или, соответственно, сверло. Взаимодействие между ними создает блокирующую вибрационную связь, которая эффективно сопротивляется режущему инструменту и возвращает разрушительную силу обратно. Более того, мелкие частицы во фрагменте керамики затвердевают со скоростью режущего инструмента, делая инструмент бесполезным и не способным продолжать резку.

«Лезвие постепенно разрушается и, в конечном счете, становится неэффективным, поскольку сила и энергия диска или сверла поворачиваются обратно на себя, и он ослабляется и разрушается собственной атакой», - пояснили ученые.

Водяные струи также оказались неэффективными, потому что изогнутые поверхности сфер из керамики расширяют струю, что существенно снижает ее скорость и ослабляет режущую способность.

Доктор Стефан Шинишевский из Даремского университета, сказал, что все исследование началось с грейпфрута. «Мы были заинтригованы тем, как клеточная структура грейпфрута и черепичная структура раковин моллюсков могут предотвратить повреждение фруктов или существ внутри, несмотря на то, что они сделаны из относительно слабых органических строительных блоков», - рассказал он.

Эти природные структуры и определили принцип работы металлокерамического материала, который основан на динамическом взаимодействии с приложенной нагрузкой, в отличие от пассивного сопротивления. Керамика в гибком материале состоит из очень мелких частиц, которые придают жесткость и сопротивляются всему, что пытается его разрезать. «По сути, разрезать наш материал - это все равно, что разрезать желе, наполненное самородками. Если вы попали в желе, вы попали в самородки, и материал будет вибрировать таким образом, что он разрушит режущий диск или сверло», - пояснили ученые.

Чтобы противостоять самым жестоким насильственным инструментам для входа, органические материалы, такие как, например, содержащаяся в раковинах моллюсков арагонитовая плитка, были заменены в инновационном материале на промышленную, глиноземную керамику и алюминиевую матрицу из металлической пены.

Авторы разработки отмечают, что новый материал может найти множество полезных и интересных приложений в индустрии безопасности. «На самом деле, мы не знаем ни о каком другом изготовленном не режущем материале, существующем на данный момент», - сказал Стефан Шинишевский.

Доктор Миранда Андерсон, факультет философии Университета Стерлинга, сказала, что название появилось потому, что материал претерпевает внутренние преобразования.  Еще в 1605 году Фрэнсис Бэкон сравнил природные материалы с Протеем, который способен менять форму и утверждал, что с помощью экспериментов когда-нибудь будет возможно выявить метаморфические свойства материалов. Доктор Шинишевский отметил: «Это то, чего мы достигли с этим новым материалом, и мы взволнованы его потенциалом».

Исследователи уже получили патент на свою технологию материалов и надеются начать работу с отраслевыми партнерами, чтобы в будущем его можно было превратить в продукты для рынка.