Группа ученых из Кентского университета создала и запатентовала новый амортизирующий материал, который может произвести революцию в оборонной и космической отраслях.
Сверхзвуковой удар остановить непросто, но новый материал справился с этой задачей / © kent.ac.uk
В клетках нашего организма присутствует особый белок талин, который выполняет амортизирующую функцию благодаря своей структуре, напоминающей пружину. При воздействии внешней силы на клетку талин распрямляется, не позволяя ей схлопнуться, а при прекращении воздействия — скручивается обратно.
Чтобы проверить, можно ли использовать подобный белок для создания инновационных защитных материалов, группа химиков из Кентского университета (Великобритания) полимеризовала талин, получив новый материал, названный TSAM (Talin Shock Absorbing Material, ударопоглощающий материал на основе талина).
Затем команда продемонстрировала реальное применение TSAM, подвергнув этот гидрогелевый материал сверхзвуковым ударам со скоростью полтора километра в секунду — это приблизительно соответствует скорости, с которой космические объекты сталкиваются с корабельной обшивкой, и начальной скорости выстрела из огнестрельного оружия. Удивительно, но TSAM не только поглощал удары, но и сохранял снаряды (базальтовые частицы и алюминиевую шрапнель) в себе после удара.
Современные бронежилеты преимущественно состоят из керамического лицевого слоя, покрытого армированным композитом: они тяжелые и громоздкие, вдобавок, отражая пули и осколки, они не уберегают носителя от тупых травм за счет силы удара. Помимо этого, такая броня часто необратимо повреждается после удара из-за нарушенной структурной целостности материала. Включение TSAM в структуру бронежилета не только увеличит срок его использования, но и обеспечит защиту от более широкого спектра травм, а также сделает бронежилет менее тяжелым.
TSAM может найти применение и в космонавтике — не только как новый материал для обшивки кораблей, но и в виде «космических пылеуловителей», расчищающих околоземное пространство от мусора, ведь он в буквальном смысле поглощает все, что об него ударится. В любом случае у нового материала блестящие перспективы, и вполне возможно, что вскоре «белковая броня» поступит в массовое производство.
Исследование опубликовано на сервере препринтов bioRxiv.
Комментарии
"сверхзвуковым ударам со скоростью полтора километра в секунду — это приблизительно соответствует скорости, с которой космические объекты сталкиваются с корабельной обшивкой, и начальной скорости выстрела из огнестрельного оружия".
По огнестрельному оружию: такая дульная скорость достигается крайне редко, только у самых мощных патронов с самой лёгкой пулей, обычно специальной, типа пули Герлаха, или у патронов с очень большой гильзой при малом калибре, таких как противотанковые ружья калибра 7,9 мм. То есть буквально у единичных типов патронов.
А по космосу скорость уменьшена на порядок минимум - скорость столкновения микрометеоритов с обшивкой аппарата лежит в диапазоне 20 – 60 км/с. О полутора км/с тут речи идти не может никак. И там, при космических скоростях соударений, взаимодействие будет совсем другим, гидродинамической природы; понятие механической прочности исчезает, и белковые структуры не помогут. )
Вообще-то, свойствами твердеть в момент удара и легко поддаваться на медленное нажатие обладает большой спектр материалов. Помнится, еще на старом тк "Культура" был сюжет, в котором вдоль по желобу с такой массой бегал ведущий, но стоило ему остановиться, как он начинал в этой массе тонуть. Жаль, забыл, как называется класс таких материалов.
Но еще в 2009 году на Хабре была публикация об уже поступивших в продажу изделиях из некоего d3o (ди-три-о). "Коммерческое использование материала началось в 2005 году, с тех пор он уже применяется в следующих продуктах:
Снаряжение для зимних видов спорта. Команды США и Канады на олимпиаде 2006 использовали костюмы со вставками d3o.
Компания Sells Goalkeeper Products выпускает перчатки для футбольных вратарей.
Вставки в тыльную часть мотоциклетных перчаток для защиты суставов
Чехлы для iPhone.
Компания Capulet использует d3o для производства пуантов (балетная обувь)
Защитное снаряжение SixSixOne для мото-спорта.
Скоро выпустят молекулярную броню".