Die Forscher von MIT und Caltech Sie schufen ein nanotechnisches Material, das stärker sein könnte als Kevlar und Stahl. Das aus miteinander verbundenen Kohlenstoff-„Tetrakaidekaedern“ bestehende Material absorbierte den Aufprall mikroskopisch kleiner Geschosse auf spektakuläre Weise.
Die Studie, geleitet von Carlo Portela des MIT, um herauszufinden, ob nanoarchitektonische (d. h. im Nanomaßstab entworfene und hergestellte) Materialien ein gangbarer Weg für ultrastarke Explosionsschutzschilde, Körperpanzer und andere schützende Oberflächen sein könnten.
Die Idee von Materialien auf Basis von Tetrakaidekaedern ist nicht neu. Diese komplexen Polyederfiguren (mit 1.5 Milliarden möglichen Variationen) wurden im XNUMX. Jahrhundert von Lord Kelvin als ideale Form zum Füllen von Räumen vorgeschlagen.
Nanomaterialien übertreffen Kevlar
Durch ein ähnliches Prinzip wie das von Lord Kelvin dargelegte kann die Dichte, die Tetrakaidekaeder selbst auf kleinem Raum annehmen können, die Absorption von Stößen maximieren. Sogar die von Kugeln (oder Mikrotrümmern aus dem Weltraum). Um dies zu beweisen, fügten die Forscher Materialblöcke mithilfe von Nanolithographietechniken zusammen. Dann "feuerten" sie auf Nanokugeln mit Geschwindigkeiten, die höher als die Schallgeschwindigkeit waren.
Die dichten Strukturen von Nanomaterialien sie absorbieren jeden Aufprall sehr gut (besser als Kevlar, wie erwähnt). Sie verformten sich, aber sie brachen nicht.
Dieses Material kann aufgrund seines nanoskaligen Stoßverdichtungsmechanismus viel Energie absorbieren. Die gleiche Masse unseres Materials würde eine Kugel viel effizienter stoppen als die gleiche Masse Kevlar.
Carlo Portela
Eine Lösung, die durch den Blick in die Sterne gefunden wird
Interessanterweise modellierten die Forscher den Aufprall und Schaden am besten mit Methoden, die allgemein bekannt sind, um Meteore zu beschreiben, die auf die Oberfläche eines Planeten treffen.
Dies ist nur ein erstes Laborergebnis - wir werden Kevlar in absehbarer Zeit nicht in Westen ersetzen sehen kugelsicher. Aber das Experiment zeigt das gigantische Potenzial dieses Ansatzes: Wenn ein nachhaltiger Weg gefunden wird, dieses Tetrakaidekaeder-Material in großem Maßstab herzustellen, wird es vielen Industrien (und vielen Überlebenden) ein Vermögen einbringen.
