วัสดุที่เปลี่ยนรูปได้สูงซึ่งไม่สามารถตัดได้ แม้จะใช้เครื่องมือ เช่น เครื่องเจียรลบมุมหรือสว่านไฟฟ้า ก็อาจนำไปใช้ในอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยและความปลอดภัยได้หลากหลายประเภท วัสดุชนิดใหม่นี้ซึ่งเรียกว่า “Proteus” โดยนักพัฒนาของบริษัทในสหราชอาณาจักรและเยอรมนี มีความหนาแน่นเพียง 15% เท่าของเหล็กกล้า และทำจากเซรามิกทรงกลมที่ห่อหุ้มด้วยปลอกอลูมิเนียมที่มีโครงสร้างเซลล์
ที่เลียนแบบ
หนังเกรปฟรุตและเปลือกมอลลัสกา โครงสร้างแบบลำดับชั้น ซึ่งมีโครงสร้างพื้นฐานเดียวกันซ้ำในระดับความยาวที่แตกต่างกัน มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่งในธรรมชาติ ซึ่งทำหน้าที่ปกป้องพืชและสัตว์จากภาระและแรงกระแทกที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น เกรปฟรุตสามารถร่วงหล่นได้สูงถึง 10 เมตร
โดยไม่เกิดความเสียหายต่อเนื้อผล เนื่องจากผิวด้านนอกที่แข็งและโครงสร้างเซลล์แบบเปิดที่มีรูพรุนด้านใน ซึ่งเสริมด้วย “สตรัท” ที่ทำจากแก่น (pith (เซลล์ parenchymatic)) ในทำนองเดียวกัน ปลาอะราไพม่าซึ่งมีถิ่นกำเนิดในแม่น้ำอะเมซอน ต้านทานการโจมตีของปลาปิรันย่าฟันมีดโกนด้วยเกล็ดชั้นนอก
ที่มีแร่ธาตุสูง ซึ่งมีร่องรูปคลื่นไซน์เป็นระยะๆ ฟันปลาปิรันย่า หอยยังได้พัฒนาวัสดุที่แข็งและทนต่อการแตกหักสำหรับกระดองของพวกมัน รู้จักกันในชื่อนาเคร การโต้ตอบแบบไดนามิกเหนือการต่อต้านแบบพาสซีฟวิศวกรวัสดุแห่งมหาวิทยาลัย Durham ในสหราชอาณาจักรในการออกแบบวัสดุ
ที่ไม่สามารถตัดได้ชนิดใหม่นี้กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขในเมืองเคมนิทซ์ ประเทศเยอรมนี รู้สึก “ทึ่ง” กับโครงสร้างเซลล์ของเกรปฟรุตและโครงสร้างกระเบื้องของเปลือกมอลลัสกาที่ป้องกันความเสียหายต่อผลไม้หรือสิ่งมีชีวิตที่อยู่ภาย”โครงสร้างตามธรรมชาติเหล่านี้แจ้งหลักการทำงานของวัสดุของเรา
ซึ่งขึ้นอยู่กับการโต้ตอบแบบไดนามิกกับน้ำหนักบรรทุก ตรงกันข้ามกับการต้านทานแบบพาสซีฟ”
แม้ว่าเนื้อมุกและเนื้อเกรปฟรุตจะป้องกันได้แม้ว่าจะทำจากบล็อกโครงสร้างอินทรีย์ที่ค่อนข้างอ่อนแอ แต่ และเพื่อนร่วมงานเลือกที่จะใช้เซรามิกอะลูมินาแข็งและเมทริกซ์โฟมอะลูมิเนียมที่ยืดหยุ่นได้
ในการสร้าง
เมทริกซ์ยืดหยุ่น พวกเขาเริ่มด้วยการผสมผงอะลูมิเนียมกับสารทำให้เกิดฟอง ไททาเนียมไดไฮไดรด์ จากนั้นพวกเขารวมผงนี้ไว้ในเครื่องอัดและอัดขึ้นรูปเพื่อผลิตแท่งวัสดุที่มีความหนาแน่น ซึ่งพวกเขาจะตัดเป็นชิ้นเล็กๆ จากนั้น พวกเขาวางแท่งผงอะลูมิเนียมอัดซ้อนกันในรูปแบบ “ตะแกรง”
แบบตั้งฉากรอบๆ ทรงกลมเซรามิก ในที่สุด หลังจากปิดล้อมโครงสร้างในกล่องเหล็กโดยใช้การเชื่อมแบบจุด พวกเขาให้ความร้อนทั้งมวลในเตาเผา 760°C เป็นเวลาประมาณ 15 นาที เอฟเฟกต์ “การทำลายล้างทวีคูณ”เมื่อพวกเขาพยายามตัดวัสดุ นักวิจัยพบว่าโครงสร้างอะลูมิเนียมแบบเซลลูลาร์
ที่พันรอบทรงกลมเซรามิกมีผล “ทำลายล้างสองเท่า” ต่อเครื่องมือของพวกเขา องค์ประกอบแรกของเอฟเฟกต์เกิดขึ้นเนื่องจากการตัดทำให้เกิดการเคลื่อนไหวความเร็วสูง ณ จุดที่วัสดุทำปฏิกิริยากับเครื่องมือ แม้ว่าทรงกลมเซรามิกจะตัดได้บางส่วน แต่การสั่นสะเทือนจะทำให้จานตัดหรือดอกสว่าน
ทื่ออย่างรวดเร็วอธิบาย “หลักการทำงานของวัสดุขึ้นอยู่กับเสียงสะท้อนและการสั่นสะเทือนในท้องถิ่นของส่วนต่อประสานระหว่างเครื่องมือตัดที่เคลื่อนที่เร็วกับเซรามิกที่ฝังอยู่ในโครงสร้างเซลล์โลหะ” “การโต้ตอบนี้ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่ประสานกันและสั่นสะเทือนซึ่งต้านทานเครื่องมือตัดอย่างไม่มีกำหนด
ใบมีดจะค่อย ๆ สึกกร่อนและใช้งานไม่ได้ผลในที่สุด เนื่องจากแรงและพลังงานของจานหมุนกลับมาที่ตัวมันเอง และจานตัดจะอ่อนกำลังลงและถูกทำลายโดยการโจมตีของมันเอง” แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เมื่อทรงกลมสัมผัสกับเครื่องมือตัด นักวิจัยพบว่าทรงกลมแตกออกเป็นอนุภาคขนาดไมครอนละเอียด
จากนั้น
เศษเหล่านี้จะไปเติมโครงสร้างเซลล์ของวัสดุผสม ทำให้เกิดส่วนต่อประสานที่แข็งขึ้นเมื่อความเร็วของเครื่องมือตัดเพิ่มขึ้น เนื่องจากแรงระหว่างอะตอมระหว่างเม็ดเซรามิก ธรรมชาติที่ปรับตัวได้ของวัสดุจึงยิ่งขับไล่การโจมตีใดๆ ออกไป “เหมือนตัดเยลลี่ที่เต็มไปด้วยนักเก็ต”
ผลกระทบสุทธิ อธิบายเป็นเหมือนการตัดเยลลี่ที่เต็มไปด้วยนักเก็ต “ถ้าคุณทะลุผ่านเยลลี่ได้ คุณจะไปโดนนักเก็ต และวัสดุจะสั่นสะเทือนจนทำลายใบตัดหรือดอกสว่าน” เขากล่าว นอกจากนี้เขายังเปรียบวัสดุกับกระสอบทรายซึ่งสามารถแทงด้วยไม้ได้ แต่จะต้านทานและหยุดกระสุนด้วยความเร็วสูง
นอกจากเครื่องมือตัดโลหะแล้ว นักวิจัยยังได้ทดลองตัดวัสดุด้วยเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง กลยุทธ์นี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่ได้ผลในทำนองเดียวกัน เนื่องจากพื้นผิวนูนของทรงกลมเซรามิกทำให้ไอพ่นกว้างขึ้น ดังนั้น จึงลดความเร็วลงสองลำดับความสำคัญ และทำให้ความสามารถในการตัดลดลงอย่างมาก
ทีม ได้ขนานนามวัตถุนี้ว่า “Proteus” ตามชื่อเทพเจ้าที่เปลี่ยนรูปร่างได้ในตำนานเทพเจ้ากรีก เนื่องจากการต้านทานที่ยอดเยี่ยมนั้นจำเป็นต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงภายใน จากข้อมูลของทีมงาน วัสดุชนิดใหม่นี้สามารถนำไปใช้ในการรักษาความปลอดภัย เช่น ประตูและที่ล็อคจักรยาน และอุปกรณ์ด้านสุขภาพ
และความปลอดภัยส่วนบุคคล เช่น แผ่นรองข้อศอกแบบตัดไม่ได้ หรือรองเท้าเสริมแรงสำหรับผู้ที่ทำงานกับเครื่องมือตัดที่อาจเป็นอันตราย นักวิจัยซึ่งให้รายละเอียดงานของพวกเขากำลังศึกษาว่าคลื่นกระแทกเคลื่อนที่ในวัสดุอย่างไร และเปลี่ยนพลังงานกลเป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของวัสดุพื้นฐาน
วิธีใหม่ในการคำนวณตามความโกลาหลได้จำลองการดำเนินการทางตรรกะพื้นฐาน เช่น AND, OR และ NOR สิ่งที่เรียกว่าการคำนวณแบบไดนามิกได้รับการพัฒนา เทคนิคนี้เป็นผลมาจากการวิจัยเกี่ยวกับความโกลาหลในระบบชีวภาพ ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมและดีเอ็นเอสามารถใช้
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
