Revolucionarni materijal inspirisan srednjovekovnim lančanim oklopom mogao bi oblikovati budućnost zaštite

Naučnici su predstavili revolucionarni materijal koji bi mogao postati ključni element u budućim tehnologijama zaštite, poput telesnih oklopa. Ovaj materijal, koji podseća na srednjovekovnu verižnjaču na molekularnom nivou, koristi najnovija dostignuća u nanotehnologiji kako bi stvorio izuzetno čvrstu i otpornu strukturu. Zanimljivo je da ovaj materijal nije proizvod prošlih vremena, već najnovije naučne inovacije zasnovane na dvodimenzionalnim mehanički povezanima polimerima, piše Live science.

Istraživači su stvorili materijal koji sadrži 100 triliona hemijskih veza po kvadratnom centimetru, što je rekordna gustina mehaničkih veza ikada postignuta. Ovaj materijal je rezultat istraživanja koje je objavljeno 16. januara u prestižnom časopisu Science. Glavna karakteristika ove inovacije je stvaranje dvodimenzionalnog mehanički međusobno povezanog materijala (2D MIM), čiji su molekuli međusobno povezani poput lančanih veza u srednjovekovnom oklopu.

Preporučujemo

Da bi stvorili ovaj materijal, istraživači su koristili monomere X-oblika, koji su se slagali u kristalne strukture. Ove strukture su potom povezivane tako da su krajevi monomera formirali veze sa krajevima drugih monomera, stvarajući veoma stabilne molekularne veze. Svojom jedinstvenom strukturom, ovaj materijal ima izuzetnu sposobnost da se opire naprezanjima i deformacijama, baš kao srednjovekovni lančanik, ali na mnogo manjem, molekularnom nivou.

Zanimljivo je da je materijal 2D MIM prvi put stvoren u cilju poboljšanja čvrstine kompozitnih materijala, kao što je ultem – plastični materijal koji je već izuzetno jak, ali je dodatkom 2D MIM postao još otporniji. Ultem je napravljen od molekularnih lanaca, a dodavanje ovog inovativnog polimera povećalo je snagu kompozita, što može imati ogroman uticaj na razvoj naprednih materijala za vojnu industriju, ali i druge sektore gde je potrebna izuzetna čvrstoća.

Ovaj 2D MIM materijal sadrži i posebne prednosti kada je u pitanju njegova otpornost na kidanje. Iako je neverovatno čvrst, svaki od njegovih molekularnih veza ima određenu slobodu da se kliza, što omogućava materijalu da efikasno rasprši primenjenu silu u više pravaca. Ovo svojstvo znači da, ukoliko bi neko pokušao da pocepa ovaj materijal, morao bi da ga uništi na mnogim mestima, što ga čini izuzetno otpornim na fizičke udarce.

Tim istraživača je kreirao kompozitne materijale koji sadrže 97,5% Ultem vlakna i samo 2,5% 2D MIM. Uprkos tome što je udeo novog materijala mali, rezultati su zapanjujući, snaga kompozita je povećana za 45%, a izdržljivost na stres za 22%. Ovi rezultati pokazuju da je novi materijal izuzetno efikasan u jačanju postojećih materijala i da bi mogao imati široku primenu u industriji zaštitne opreme, poput oklopa i zaštitne opreme za vojne i civilne potrebe.

Zanimljivo je da je istraživanje ovog materijala delimično finansirano od strane DARPA-e, američke agencije za napredne istraživačke projekte u odbrani, što ukazuje na njegov potencijal za primenu u vojnim tehnologijama, ali i u zaštiti na ličnom nivou. Iako se većina istraživanja još uvek analizira, istraživači su sigurni da će ovaj materijal imati ogroman uticaj na razvoj budućih tehnologija.

Iako se trenutno istražuje samo jedan deo potencijala ovog materijala, jasno je da bi mogao igrati ključnu ulogu u razvoju tehnologija koje će oblikovati našu budućnost. S obzirom na izuzetnu čvrstinu, otpornost na naprezanja i sposobnost da se adaptira na različite uslove, 2D MIM materijal bi mogao postati osnova za dizajn novih generacija zaštitnih oklopa, kompozitnih materijala, pa čak i za izradu izuzetno čvrstih i laganih konstrukcija za avione, brodove i svemirske letelice.

Naučnici iz ovog tima ističu da je ovo samo početak, te da bi materijal mogao da se razvija dalje kako bi zadovoljio još veće zahteve u industrijama koje zahtevaju izuzetne performanse, kao što su astronautika, vojna industrija, pa čak i u medicinskim uređajima.

Novi materijal koji je na molekularnom nivou nalik srednjovekovnim lančanicima, ali u potpuno modernoj, nanosferi, otvara vrata za niz inovacija koje će oblikovati naš svet u godinama koje dolaze.

(Telegraf Nauka / Live science)