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Posted in | Nanomaterials

新しい Nanomaterial の調査はよりよい装甲を発達させる道を開きます

Published on November 8, 2012 at 3:32 AM

弾丸および他の高速投射物からの影響に対する保護を提供することは粗暴な強さのちょうど問題より多くです。 従来の盾が鋼鉄のような扱いにくい材料から成っている間、ケブラーのような軽量材料から成っているより新しい防護着は厚さおよび重量が影響のエネルギーを吸収するために必要ではないことを示しました。 ここでより軽い材料が効果的にとしてジョブをちょうどすることができるかもしれないことを、 MIT の研究者による新しい調査およびライス大学は示しました。

層にされたポリマーの横断面のこの電子顕微鏡の画像は影響を与えるガラス玉によって、および影響の結果としての変形を前に残っている噴火口層状構造の平行ライン示します。 このテストでは、層にされた材料は影響に端にありました。 比較テストは投射物が真正面から当ったときに、材料は影響に大いにもっと効果的に抵抗できたことを示しました。 (トマスの実験室、ライス大学の画像礼儀)

キーは剛さおよび柔軟性が非常に特定の方法で構成される交互になる層ののような 2つ以上の材料から - ちょうど少数のナノメーター厚く成っている合成物を使用することです。 調査チームはミニチュア高速投射物を作り出し、影響吸収材料で持っていた効果を測定しました。

研究の結果は前の postdoc Jae-Hwang リーによって共著されるペーパーのジャーナル性質の通信連絡で、今米の研究の科学者報告されます; postdoc Markus Retsch; 大学院生のジョナサンの歌手; 、エドウィントマス米に今ある前の MIT 教授; 大学院生デイヴィッド Veysset; 前の大学院生 Gagan Saini; Université DU メインの能力の前の postdoc トマス Pezeril、今、ルマンで、フランス; そしてキースネルソン化学教授。 実験作業は兵士のナノテクノロジーのための MIT の協会で行なわれました。

チームは層ケーキの構造が付いている自己組み立てるポリマーを開発しました: 弾性を提供する強さを提供するガラス状の層と交互になるゴムのような層。 それらは急速に表面の下で材料の層をちょうど蒸発させるのにレーザーのパルスの使用によってそれから材料でガラス玉を高速で撃つための方法を開発しました。 ビードが小さかったけれども - 直径のメートルのちょうど millionths - まだ影響を与えたポリマーの層より大きい何百もの時でした: 電子顕微鏡を使用して詳しく調査されるには十分に大きい影響を、弾丸のようなより大きい目的によって模倣するために、しかし十分に小さいそう影響の効果はできました。

層を見ること

構成されたポリマー合成物は可能な影響保護アプリケーションのために前にテストされてしまいました。 しかしだれもそれらがどのように働くか丁度調査する方法を見つけませんでした - そう組織的に材料の改善された組合せを捜す方法がありませんでした。

MIT および米の研究者が開発した新しい技術はそのような方法を提供できます。 作業はボディおよび手段の装甲のアプリケーションのための材料の進歩を加速できます; micrometeorite の影響から衛星を保護する保護; そして砂または氷の粒子によって高速影響から保護するべきジェット・エンジンのタービン・ブレードのためのコーティング。

方法実験室スケールの高速影響をと影響の」測定するために開発されるチーム精密な方法で効果作り出すある、 「保護 nanomaterials の開発のための非常に役立つ量的なツールは場合もあります」、リー、 MIT の物質科学および工学の部でこの研究の多くを間、するペーパーの主執筆者を言います。 「私達の作業方法への nanoscale の構造の貢献」がそのような材料影響を吸収することを理解するためにある貴重な洞察力を示しますと、彼は言います。

層にされた材料にそのような予想できるのがあるので、発注された構造は横断面のゆがみの観察によって、影響の効果容易に量を示されます。 「発注されたシステムがどのように動作するかテストしたいと思えば」、歌手は言います、 「これはですテストのための完全な構造」。

どの方向が最もよく働くか

チームは投射物が真正面から層に当ったときに、 30% 影響端のでより影響をもっと効果的に吸収したことが分りました。 その情報は改良された保護材料のデザインのための即時の検索能力があるかもしれません。

ネルソンは nanoscale の衝撃波 - リー、 Veysset および他のチーム・メンバーの助けによってこの研究のために適応した技術 -- を観察し、量を示すのにレーザーのパルスを使用する技術を開発する年を過ごしました。 理想的には、未来の研究で、チームは影響を与えられた材料がゆがみおよび損傷を経ると同時に出来事の順序のよりよい理解を得るためにリアルタイムの投射物の道を観察、ネルソン言いますできることを望みます。

さらに、実験方法が開発されたので、研究者は異なった材料を調査することを望み、これらが影響にどのように答えるか見る構造、ネルソンは言います: 層の構成および厚さ、または異なった構造を使用することを変えます。

SRI インターナショナルのひびの物理学のための中心のディレクター、 Menlo Park、カリフォルニアの非営利研究所、ドナルド Shockey は言います、 「投射物が保護ベストおよびヘルメットを」。どのように突き通すか支配するメカニズムの必要な理解を提供する有用なアプローチおよびのは小説です 彼はこれらの結果が 「計算モデル」を開発し、影響保護材料の動作を予測し、新しい提供する、改良された材料を開発するために認可するために必要なデータを付け加えます。

「よりよい耐衝撃性の成長材料へのキー変形を理解することであり、前進投射物の先端の障害の動作」はと Shockey は言います。 「私達はそれを見られます必要があります」。

ソース: http://web.mit.edu

Last Update: 8. November 2012 04:44

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