Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanomaterials

Новое Изучение Nanomaterial Вымощает Путь Развить более Лучший Панцырь

Published on November 8, 2012 at 3:32 AM

Обеспечивать предохранение против ударов от пуль и других высокоскоростных ракет больше чем как раз дело прочности зверюги. Пока традиционные экраны были сделаны из громоздких материалов как сталь, более новый бронежилет сделанный облегченного материала как Кевлар показал что толщина и вес не необходимы для поглощения энергии ударов. Теперь, новое изучение исследователями на MIT и Университет Риса показывали что даже более светлые материалы могут быть способны делать работу как раз как эффектно.

Это изображение электронного микроскопа профиля наслоенного полимера показывает кратер выйденный плотно сжимая стеклянной бусиной, и деформацию ранее даже, параллельные линии наслоенной структуры в результате удара. В этом испытании, наслоенный материал был кра-на к ударе. Сравнительные испытания показали что когда ракета ударила head-on, материал мог сопротивлять удару очень более эффектно. (Учтивость Изображения Лаборатории Томаса, Университета Риса)

Ключ использовать смеси сделанные двух или больше материалов гибкость которых жесткость и составлена в очень специфических путях - как в чередуя слои как раз немного нанометров толщиной. Научно-исследовательская группа произвела миниатюрные высокоскоростные ракеты и измерила влияния они имели на удар-поглощая материале.

Результаты исследования сообщены в Связях Природы журнала, в бумаге co-authored бывшим postdoc Jae-Hwang Ли, теперь научный работник исследования на Рисе; postdoc Markus Retsch; Певица Джонатана аспиранта; Эдвин Томас, бывший профессор MIT который теперь на Рисе; аспирант Дэвид Veysset; бывший аспирант Gagan Saini; бывшее postdoc Томас Pezeril, теперь на факультете на Université du Мэн, в Ле-Ман, Франция; и профессор Кейт Нельсон химии. Экспериментальная деятельность была дирижирована на Институте MIT для Нанотехнологий Воина.

Команда начала собственн-собирая полимер с структурой сло-торта: rubbery слои, которые обеспечивают резильянс, чередуя с стекловидными слоями, которые обеспечивают прочность. Они после этого начали метод для снимать стеклянные бусины на материале на быстром ходе путем использование ИМПа ульс лазера быстро для того чтобы испарить слой материала как раз под своей поверхностью. Хотя шарики были малюсеньки - как раз millionths метра в диаметре - они были все еще сотниами времен более больших чем слои полимера они плотно сжали: больш достаточно сымитировать удары более большими предметами, как пули, но мало достаточно так влияния ударов смогли быть изучены подробно используя электронный кинескоп.

Видеть слои

Составленные смеси полимера ранее были испытаны для возможных применений удар-предохранения. Но никто нашло путь изучить точно как они работают - настолько был никакой путь систематически искать для улучшенных материалов сочетание из.

Новые методы начатые исследователями MIT и Риса смогли обеспечить такой метод. Их работа смогла ускорить ход прогресса на материалах для применений в панцыре тела и корабля; защищать для того чтобы защитить спутники от ударов micrometeorite; и покрытия для лезвий турбины реактивного двигателя, котор нужно защитить от высокоскоростных ударов частицами песка или льда.

Методы команда начатая для производить удары лаборатори-маштаба высокоскоростные, и для измерять влияния удары' в точном путе, «может быть весьма полезный количественный инструмент для развития защитных nanomaterials,» говорит Ли, ведущего автор бумаги, которая сделала много из этого исследования пока в Отделе MIT Науки и Инджиниринга Материалов. «Наша работа представляет некоторые ценные проницательности для того чтобы понять что вклад» структуры nanoscale к путю такие материалы поглощает удар, он говорит.

Потому Что наслоенный материал имеет такое прогнозированное, приказанная структура, влияния ударов легко квантифицирована путем наблюдать искажениями в профиле. «Если вы хотите испытать вне, то как приказанные системы будут поступать,» Певица говорит, «это совершенная структура для испытывать.»

Которое направление работает наиболее хорошо

Команда нашла что когда ракеты ударили слои head-on, они поглотила удар 30 процентов более эффектно чем в кра-на ударе. Та информация может иметь немедленную релевантность для конструкции улучшенных защитных материалов.

Нельсон проводило леты начиная методы которые используют ИМПы ульс лазера для того чтобы наблюдать и квантифицировать ударными волнами nanoscale - методами которые были приспособлены для этого исследования с помощью Ли, Veysset и другим членам команды. Идеально, в будущем исследовании, команда надеется мочь наблюдать проходом ракет в реальное временя для того чтобы получить более лучшее вникание последовательности случаев по мере того как плотно сжатый материал проходит искажение и повреждение, Нельсон говорит.

В добавлении, теперь, когда экспириментально метод будет начат, исследователя хотел были бы расследовать различные материалы а структуры для того чтобы увидеть как эти отвечают к ударам, Нельсон говорит: меняющ состав и толщину слоев, или использование различных структур.

Дональд Shockey, директор Центра для Физики Трещиноватости на International SRI, бесприбыльный научно-исследовательский институт в Менло Парк, CALIF., говорит, «Роман и полезный подход который обеспечат необходимое вникание механизмов управляя как ракета прорезывает защитные тельняшки и шлемы.» Он добавляет что эти результаты «обеспечивают данные необходимы, что начали и утвердили вычислительные модели» для того чтобы предсказать поведение материалов удар-предохранения и начать новые, улучшенные материалы.

«Ключ к превращаясь материалам с более лучшим сопротивлением удара понять деформацию и поведение отказа на подсказке выдвигаясь ракеты,» Shockey говорит. «Нам нужно мочь увидеть то.»

Источник: http://web.mit.edu

Last Update: 8. November 2012 04:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit