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新的 Nanomaterial 研究鋪平道路發展更好的裝甲

Published on November 8, 2012 at 3:32 AM

提供影響的防護免受項目符號和其他高速子彈頭比畜生力量問題是更多。 當傳統盾由龐大的材料製成例如鋼時,更新的身體裝甲由輕量級材料製成例如凱夫拉爾向顯示厚度和重量為吸收影響能源不是必要的。 現在,由研究員的一個新的研究 MIT 的和 Rice 大學向顯示更輕的材料可能能够做這個工作正有效。

一個層狀聚合物的橫斷面的此電子顯微鏡圖像顯示一個影響的玻璃珠以前甚而的這個彈坑和變形,這個層型結構的並行線路由於影響。 在此測試,層狀材料是邊緣在對影響。 比較試驗證明,當子彈頭正面擊中了,材料能更加有效抵抗影響。 (托馬斯實驗室, Rice 大學的鏡像)

這個關鍵字是使用綜合僵硬和靈活性以非常特殊的方式構建的濃厚由兩個或多個材料製成 - 例如在交替的層一些毫微米。 研究小組生產了微型高速子彈頭并且評定了他們有在影響吸收的材料的作用。

這個研究的結果在日記帳本質通信報告,在前面的 postdoc 合著的文件 Jae-Hwang 李,現在米的研究科學家; postdoc 馬庫斯 Retsch; 研究生喬納森歌唱家; 埃德溫托馬斯,現在是在米的一位前 MIT 教授; 研究生大衛 Veysset; 前研究生 Gagan Saini; 前面的 postdoc 系的托馬斯 Pezeril,現在 Université 的 du 緬因,在勒芒,法國; 并且化學基思納爾遜教授。 這種實驗工作在戰士納米技術 MIT 的學院進行。

這個小組開發了與層蛋糕結構的一個自彙編的聚合物: 橡皮層,提供適應能力,交替與玻璃狀層,提供力量。 他們然後開發了高速射擊的玻璃珠一個方法在材料通過使用激光脈衝在其表面下迅速地蒸發材料層。 雖然小珠是微小的 - 一個儀表的 millionths 直徑的 - 他們大於這個聚合物層仍然是數百時期他們影響: 使用電子顯微鏡,足够大由更大的對象模擬影響,例如項目符號,但是足够小影響的作用能詳細如此被學習。

看見層

構建的聚合物綜合為可能的影響保護應用以前被測試了。 但是沒人找到一個方式正確地學習他們如何運作 - 那麼没有办法系統地搜索材料的被改進的組合。

MIT 和米研究員開發的新的技術能提供這樣方法。 他們的工作能加速在材料的進展在機體和通信工具裝甲的應用的; 保護衛星的保護免受微小隕石影響; 并且噴氣機引擎渦輪葉片的塗層能保護免受高速影響由沙子或冰微粒。

方法為評定影響開發的為導致實驗室規模高速影響和小組』作用用一個準確的方式, 「可以是為防護 nanomaterials 的發展的一個非常有用的定量工具」,主要作者說李,本文的,在材料學和工程的 MIT 的部門時執行此研究,當。 「我們的工作存在那些重要的答案瞭解攤繳」對這個方式的 nanoscale 結構這樣材料吸收影響,他說。

由於層狀材料有這樣一可預測,有序結構,影響的作用通過觀察畸變容易地定量在橫斷面。 「如果您要測試被定購的系統如何將正常運行」,歌唱家說, 「這是測試的理想的結構」。

哪個方向運作最好

這個小組發現,當子彈頭擊中了正面層,他們在更加有效吸收了影響 30% 比邊緣在影響。 該信息可能有改進的防護材料設計的立即相關性。

納爾遜度過了開發使用激光脈衝觀察和定量 nanoscale 衝擊波 - 技術為此研究適應在李、 Veysset 和其他小組成員幫助下的技術的幾年。 理論上,在將來的研究,這個小組在實時希望能觀察子彈頭段落為了獲得對事件順序的更好的瞭解,當被影響的材料經過畸變和故障,納爾遜說。

另外,即然這個實驗法被開發了,研究員希望調查不同的材料,并且結構看見這些如何的回應影響,納爾遜說: 變化層的構成和厚度或者使用不同的結構。

唐納德 Shockey,中心的研究所主任破裂物理在 SRI 國際,一個非盈利在門洛帕克,加利福尼亞,說, 「它是將提供管理的小說和有用的途徑子彈頭如何的對結構的需要的瞭解擊穿防護背心和盔甲」。 他補充說,這些結果 「提供要求的數據開發和驗證計算設計」預測影響保護材料工作情況和開發新,改進的材料。

「開發的材料的關鍵字與更好的衝擊阻力是瞭解變形,并且在一個提前的子彈頭的技巧的故障工作情況」, Shockey 說。 「我們需要能發現那」。

來源: http://web.mit.edu

Last Update: 8. November 2012 04:42

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