Materijal koji apsorbira udarce lagan je kao spužva

Istraživači sa Sveučilišta Johns Hopkins razvili su novi materijal koji apsorbira udarce koji je super lagan, ali nudi čvrstoću poput metala pa bi se od njega mogle raditi kacige, oklopi i dijelovi vozila koji su lakši, jači i, što je najvažnije, višekratno iskoristivi.

Ključ za novi materijal je ono što je poznato kao tekući kristalni elastomeri (LCE). To su mreže elastičnih polimera u tekućoj kristalnoj fazi koje im daju korisnu kombinaciju elastičnosti i stabilnosti. LCE se obično koriste za izradu aktuatora i umjetnih mišića za robotiku, ali za novu studiju istraživači su istraživali sposobnost materijala da apsorbira energiju.

Tim je stvorio materijale koji su se sastojali od LCE "letvica" pod kutom, stisnutih između čvrstih potpornih struktura. Ova se osnovna struktura ponavljala preko materijala u više slojeva, tako da bi se pri udaru savijali različitim brzinama, učinkovito raspršujući energiju.

U nizu eksperimenata, tim je testirao koliko dobro materijal može podnijeti udare različitih masa pri različitim brzinama. Materijale su udarali predmeti teški između 1,8 i 6,8 kg pri brzinama do 35,4 km/h i pokazali su se savršeno izdržljivim.

Izdržljivost se povećava s dodavanjem slojeva, pa je primjerice struktura s četiri sloja imala gotovo dvostruko veću gustoću apsorpcije energije od jednoslojne strukture.

Materijali do sada testirani samo na udare do 35,4 km/h, no tim kaže da bi trebali apsorbirati udare i pri većim brzinama.

Istraživači kažu da bi se materijal mogao koristiti za poboljšanje sigurnosti kaciga, pancira, branika automobila i drugih dijelova vozila i zrakoplova, učinkovito raspršujući energiju od udaraca, a pritom im ne bi dodavao težinu.

"Uzbuđeni smo zbog naših otkrića o ekstremnoj sposobnosti apsorpcije energije novog materijala", rekao je stariji autor studije Sung Hoon Kang, docent strojarstva. "Materijal nudi veću zaštitu od širokog spektra utjecaja, te bi ujedno mogao smanjiti potrošnju goriva i utjecaj vozila na okoliš, dok je također znatno udobniji za nositelje zaštitne opreme."

Materijal će prvu primjenu naći u kacigama, jer tim trenutno radi s jednom partnerskom tvrtkom na dizajnu i testiranju nove vrste zaštitne opreme za sportaše i vojsku.

Čitav rad objavljen u časopisu Advanced Materials možete pronaći na ovoj poveznici.