Greipfrūtu brīvais kritiens no 10 m nav bojājums mīkstums, tad Arapaimas zivis dzvo Amazonē pretoties uzbrukums no piranju trīsstūrveida zobu masīviem, Pērļgliemenes jūras radījuma čaumalas ir cietas un izturīgas pret lūzumiem, ……….
Iepriekšminētajos gadījumos daba izmanto hierarhiskas struktūras, lai nodrošinātu aizsardzību pret ekstremālām slodzēm.
Iedvesmojoties no šiem piemēriem par dzīvām radībām, kuras aizsardzībai izmanto hierarhiskas struktūras, zinātnieki ir izstrādājuši jaunu “arhitektūras materiālu” ar nosaukumu. Proteus (pēc formu mainošā mītiskā dieva), kam ir līdzīgas īpašības.
Proteus, jaunais vieglais svars materiāls (tikai 15% no tērauda blīvuma) ir gan ļoti deformējams, gan īpaši izturīgs pret dinamiskām punktveida slodzēm, tādējādi negriežams ar leņķa slīpmašīnu un mehānisko urbi.
Tās ir metāla putas, kas izgatavotas no alumīnija oksīda keramikas sfērām, kas ir ieskautas šūnā alumīnijā. Šī jaunā metālkeramikas, hierarhiskā struktūra ir jutīga pret iekšējām vibrācijām pie lokalizētas slodzes. Šīs svārstības ir paredzētas, lai notiktu, kad rotējošs griezējinstruments savā ceļā sastopas ar keramikas sfēru. Saskare ar keramikas segmentu rada lokālu slodzi uz rotējošā diska malu, kas izraisa augstas frekvences, ārpus plaknes vibrācijas.
Griežot ar leņķa slīpmašīnu vai urbi, bloķējošais vibrācijas savienojums, ko rada keramiskās sfēras korpusa iekšpusē, notrulina griezējdisku vai urbi. Arī keramika sadrumstalojas daļiņas, kas aizpilda materiāla šūnu struktūru un sacietē, palielinoties griezējinstrumenta ātrumam.
Šķiet, ka Proteus ir rūpniecisks pielietojums velosipēdu slēdzeņu, vieglu bruņu un aizsardzības līdzekļu ražošanā profesionāļiem, kuri strādā ar griezējinstrumentiem.
***
Avots:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Negriežams materiāls, kas izveidots vietējās rezonanses un deformācijas ātruma ietekmē. Publicēts: 20. gada 2020. jūlijā. Zinātniskie ziņojumi, 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
