Инженеры уделяют много внимания защите жилых и коммерческих зданий, а также разнообразных технических и промышленных сооружений. Современные здания имеют защиту от землетрясений, атмосферных воздействий, осадков и грунтовых вод, но не менее важной является защита от таких воздействий, как столкновение с автомобилем. Весьма оригинальный способ защиты придумали сотрудники Квинслендского технологического университета, Австралия.

Столкновение с автомобилем

Ремонтные работы в здании могут быть чрезвычайно дорогостоящими и нанести большой удар по бюджету владельца или собственника отдельных его помещений, особенно если ремонт связан с чрезвычайными ситуациями. Немало домовладельцев страдают от дорожно-транспортных происшествий, в результате которых автомобили врезаются в здания. Машина на высокой скорости может стать причиной больших разрушений, в частности, она в состоянии проломить стену. Конструктивной прочности небольших зданий не хватает, чтобы противостоять мощному удару, тем более, когда застройщики пытаются сэкономить в ходе строительства. Например, в Австралии за год общий ущерб, причиняемый зданиям во время дорожно-транспортных происшествий, составляет около 39 миллионов долларов.

Над решением этой проблемы работали исследователи из австралийского Квинслендского технологического университета. Они создали материал, который поможет защитить здания и свести на нет получаемый ими урон.

Защитный ауксетический материал

Вдохновению исследователей из Квинслендского университета послужили обычные кроссовки, вернее, материал, из которого те сделаны. Производители кроссовок стараются сделать ходьбу более мягкой и удобной, а для этого необходимо при помощи подошвы компенсировать удар стопы о поверхность земли. Это делается при помощи специальной ячеистой структуры. По аналогии с кроссовками исследователи построили собственный ауксетический материал. Ауксетик – это продукт современной цивилизации, который появился после широкого распространения 3D-принтеров. В отличие от всех остальных монолитных (или пористых) материалов, ауксетик имеет сложную упорядоченную пространственную структуру. Грубо говоря, он состоит из рёбер и пустот между ними, благодаря чему приобретает новые интересные свойства. Ауксетики можно получить исключительно печатью на 3D-принтере, поскольку они обладают слишком сложной архитектурой.

Созданный специалистами университета материал может выполнять роль своеобразного буфера между зданием и автомобилем. Благодаря многочисленным воздушным камерам и рёбрам, он в состоянии погасить весьма ощутимый удар. Если плиту из такого материала разместить на стене здания, она сыграет роль демпфера: с одной стороны, плита быстро погасит энергию удара, с другой, сможет защитить стену и находящиеся за ней помещения от повреждений. Согласно подсчётам, ауксетический материал будет поглощать столько же энергии, сколько и армированная металлом и полимерным волокном штукатурка, которая может остановить легковой автомобиль, движущийся на скорости 60 км/ч. Фрагмент материала весом всего 180 грамм спокойно выдерживает усилие в 2500 килограмм, изгибаясь в разных направлениях, а потом полностью восстанавливает свою форму после снятия нагрузки.

Разработанная специалистами пространственная структура может быть использована также и в качестве составляющей бетонных конструкций. Для производства представленного материала не нужны дорогостоящие компоненты, а сам процесс изготовления быстрый и простой. Изначально разработанную структуру ауксетика можно менять в зависимости от текущих потребностей или условий эксплуатации.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!