Введение под давлением водных растворов в водоотталкивающие нанопористые материалы, такие как цеолиты и металл-органические каркасные структуры (англ. metal-organic frameworks, MOF), может помочь в создании высокоэффективных энергопоглощающих систем.
Международная исследовательская группа экспериментировала с гидротермально стабильными цеолитными имидазолатными каркасными структурами (zeolitic imidazolate frameworks, ZIF) с гидрофобной каркасоподобной молекулярной структурой, обнаружив, что такие системы являются чрезвычайно эффективными поглотителями энергии в реальных условиях высокоуровневой нагрузки, и это явление связано с кластеризацией воды и ее подвижностью в нанокаркасах.
Исследователи из университетов Бирмингема и Оксфорда вместе с Гентским университетом, Бельгия, недавно опубликовали свои выводы в журнале Nature Materials.
Доктор Ютинг Сун, преподаватель инженерии в Университете Бирмингема, прокомментировал: «В настоящее время каучук широко используется для амортизации ударов от столкновений, но обнаруженный нами процесс создает материал, который может поглощать больше механической энергии на грамм с очень хорошей возможностью повторного использования благодаря своей уникальный наноразмерный механизм».
«Материал имеет большое значение для безопасности при столкновении транспортных средств как для пассажиров, так и для пешеходов, для военной бронетехники и инфраструктуры, а также для защиты человеческого тела».
«Солдаты и полиция могли бы извлечь выгоду из улучшенных бронежилетов и костюмов для саперов, спортсмены могли бы носить более эффективные шлемы, наколенники и стельки для обуви, поскольку материал жидкоподобный и гибкий для ношения».
Возможность повторного использования материала, связанная с самопроизвольной экструзией жидкости, также позволяет материалу быть подходящим для целей демпфирования, что означает, что его можно использовать для создания транспортных средств с более низким уровнем шума и вибрации, а также с повышенным комфортом езды.
Материал также может быть использован в оборудовании для снижения вредных вибраций и шума, что снижает затраты на техническое обслуживание. Его также можно использовать для уменьшения уязвимости мостов и зданий к землетрясениям.
Современные, на текущем уровне развития, энергопоглощающие материалы основаны на таких процессах, как обширная пластичная деформация, коробление ячеек и вязкоупругое рассеяние, что затрудняет создание материалов, которые могут обеспечить эффективную защиту от множественных ударов.
Источник: Scitechdaily
фото Фото: Public Domain
