Posted in | Nanomaterials

Den Nya NanomaterialStudien Stenlägger Långt för Att Framkalla den Bättre Armoren

Published on November 8, 2012 at 3:32 AM

Att Ge skydd mot får effekt från kulor, och andra snabba projektilar är mer än precis en materia av djurisk styrka. Den traditionella Stunden skyddar har gjorts av klumpiga material liksom stålsätter, nyare förkroppsliga armoren som göras av lättvikts- materiellt liksom Kevlar, har visat den tjocklek och väger är inte nödvändigt för att absorbera energin av får effekt. Nu har en ny studie av forskare på MIT och RiceUniversitetar visat att även mer ljus material kan vara kapabla av att göra jobbet precis som effektivt.

Detta elektron-mikroskop avbildar av ett tvärsnitt av i lagra shows för en polymer som krater som lämnas av ett få effekt exponeringsglas, pryder med pärlor, och deformeringen av föregående även, parallellen fodrar av det i lagert strukturerar som ett resultat av få effekt. I detta testa, det i lagra materiellt var kanta-på till få effekt. Komparativet testar visat att, då projektilen slogg rättframt, det materiellt var kompetent att motstå få effekt mycket effektivare. (Avbilda artighet av det Thomas Labbet, RiceUniversitetar),

Det nyckel- är att använda komposit som göras av två eller mer material vars styvhet och böjlighet struktureras i mycket specifik väg - liksom, i att växla, varvar precis några nanometers tjockt. Forskninglaget producerade snabba projektilar för miniatyren och mätte verkställer dem hade på få effektabsorbera som var materiellt.

Resultaten av forskningen anmälas i föra journal överNaturKommunikationerna, i ett pappers- som co-varas upphovsman till av tidigare postdoc Jae-Hwang Lee, nu en forskningforskare på Rice; postdoc Markus Retsch; doktorandJonathan Sångare; Edwin Thomas, en gamlaMIT-professor som är nu på Rice; doktorand David Veysset; tidigare doktorand Gagan Saini; tidigare postdoc Thomas Pezeril, nu på fakulteten på Université du Maine, i Le Mans, Frankrike; och kemiprofessor Keith Nelson. Försöksverksamheten förades på MITS Institut för SoldatNanotechnologies.

Laget framkallade enmonterande polymer med entårta strukturerar: rubbery lagrar, som ger resilience som växlar med glas- lagrar, som ger styrka. De framkallade därefter en metod för att skjuta exponeringsglas pryder med pärlor på det materiellt på den hög hastigheten, genom att använda en laser, pulserar snabbt för att avdunsta ett lagrar av materiellt precis nedanfört dess ytbehandlar. Though pryder med pärlor var mycket litet - precis millionths av en mäta i diameter - dem var stilla hundratals tider som är större än lagrarna av polymern som de fick effekt: stort nog får effekt att simulera vid större anmärker, liksom kulor, men litet nog så verkställer av får effekt kunde vara utstuderat specificerar in genom att använda ett elektronmikroskop.

Se lagrarna

Strukturerade polymerkomposit har föregående testats för möjlighetfå effektskydd applikationer. Men inget hade funnit a långt till studien exakt hur de fungerar - så det fanns inget långt systematiskt att söka för förbättrade kombinationer av material.

De nya teknikerna som framkallades av MIT- och Riceforskarna, kunde ge en sådan metod. Deras arbete kunde accelerera framsteg på material för applikationer förkroppsligar in och medelarmor; att skydda som skyddar satelliter från micrometeorite, får effekt; och beläggningar för att jetmotorturbinblad ska skydda från snabbt får effekt vid sand- eller ispartiklar.

Metoderna som laget som framkallas för att producera det snabba laboratorium-fjäll, får effekt, och för att mäta får effekt' verkställer i en precisera långt, ”kan vara ett extremt användbart kvantitativt bearbetar för utvecklingen av skyddande nanomaterials,” något att säga Lee, den bly- författare av det pappers-, som gjorde mycket av denna forskningstund i MITS Avdelning av Vetenskap och att Iscensätta för Material. ”Framlägger Vårt arbete några värdesakinblickar för att förstå att bidraget” av nanoscalen strukturerar till de långt sådan materialen absorberar en få effekt, honom något att säga.

Strukturera, verkställer av får effekt kvantifieras lätt, genom att observera distorsioner i tvärsnitt, Därför Att det i lagra materiellt har ett sådan förutsägbart, beställt. ”Om du önskar att testa ut hur ska beställde system uppför,” är Sångarenågot att säga, ”detta göra perfekt strukturerar för att testa.”,

Vilken riktning fungerar bäst

Laget grundar, att, då projektilarna slogg lagrarna rättframt, de absorberade få effekt 30 procent effektivare än, i kanta-på får effekt. Den information kan ha omgående relevans för designen av förbättrade skyddande material.

Nelson har spenderat år som framkallar tekniker som använder laser pulserar för att observera och kvantifiera nanoscaleshockwaves - tekniker, som anpassades för denna forskning med hjälpen av Lee, Veysset och andra gruppmedlemmar. Idealt i framtida forskning, hoppas laget för att vara kompetent att observera passagen av projektilar i real-time för att få en bättre överenskommelse av ordna av händelser, som det inklämda materiellt genomgår distorsion och skada, Nelson något att säga.

I tillägg nu har det den experimentella metoden framkallats, den forskare skulle något liknande för att utforska olika material och strukturerar för att se hur dessa reagerar till får effekt, Nelson något att säga: varierande strukturerar sammansättningen och tjockleken av lagrar eller använda som är olikt.

Donald Shockey, direktören av Centrera för Fracture Fysik på SRI-Landskampen, ett icke-vinstdrivande forskningsinstitut i Menlo Park, Calif., något att säga, ”är Det en roman, och användbart att närma sig att ska ge nödvändig överenskommelse av mekanismen som reglerar hur en projektil tränger igenom skyddande vests och hjälmar.”, Han tillfogar, att dessa resultat ”ger datan som krävs för att framkalla och att validera computational modellerar” för att förutsäga uppförandet av få effektskydd material och för att framkalla nya förbättrade material.

”Får effekt det nyckel- till framkallande material med bättre motstånd är att förstå deformering- och feluppförande på spetsen av en flyttande fram projektil,” Shockey något att säga. ”Behöver Vi att vara kompetent att se det.”,

Källa: http://web.mit.edu

Last Update: 8. November 2012 04:47

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