Современный мир построен на высоких технологиях и электронном оборудовании. С их помощью возводятся коммуникации, производится новейшая техника и создаются новые лекарства. Между тем, для существования и развития цивилизации требуется не только техника, но и подходящие материалы, поэтому исследователи не прекращают их поиск и создание. Вполне вероятно, разработка учёных из Sandia National Laboratories станет новой ступенькой в развитии науки и техники.

Природные богатства

Учёные уже давно поняли, что один из самых простых способов изобрести что-нибудь новое – это наблюдение за природой. Живая природа всегда реализует очень интересные механизмы, позволяющие животным и растениям выжить в самых непростых условиях, где конкуренция – основа всего сущего. Она создаёт исключительно эффективные механизмы взаимодействия с окружающим миром. У некоторых насекомых есть собственное химическое оружие, а у ракообразных – устройства для защиты и нападения. Эволюция уделила внимание, в том числе и моллюскам, получившим в своё распоряжение чрезвычайно прочную броню. Именно она и заинтересовала исследователей.

Одна из насущных потребностей человека – прочный материал, способный хорошо сопротивляться внешним воздействиям. Желательно, конечно же, ещё и дешёвый. На текущий момент существуют высокотехнологичные сплавы и композиты, обладающие интересными и очень полезными свойствами, но их производство стоит крайне дорого. Из-за этого создание на их основе защитных систем, в том числе разнообразных костюмов, в широких масштабах невозможно. Вполне возможно, что благодаря усилиям американских специалистов этот вопрос будет решён в обозримом будущем. Им удалось создать материал, сочетающий в себе высокие защитные качества и очень низкую цену.

От устриц к скафандру

Свою идею специалисты из Национальных лабораторий Сандия подсмотрели у природы, а точнее, у морских двустворчатых моллюсков. Их раковины состоят из многослойного композита – твёрдых частиц, которые «склеены» между собой при помощи органического связующего вещества. Такая конструкция одновременно обладает несколькими чрезвычайно важными свойствами. Мельчайшие неорганические частицы придают раковине твёрдость, а более гибкое органическое вещество служит чем-то наподобие амортизатора, поэтому створки получаются очень прочными и обладают достаточной пластичностью, чтобы гасить удары и противостоять появлению трещин.

В качестве неорганического вещества исследователи использовали частицы кремнезема, он очень лёгкий и прочный. Органическую часть сделали на основе сажи, полученной из жженого сахара. Новый материал создали из нескольких тончайших слоёв, наложенных друг на друга. Результаты превзошли все ожидания учёных. Материал получился твёрдым, но при этом достаточно пластичным. К тому же, он успешно прошёл тестирование при температуре 1150 градусов Цельсия, а по мнению учёных, её предел можно поднять до 1650 градусов. Самое же главное его качество – чрезвычайно низкая цена. По подсчётам специалистов, себестоимость 5 квадратных сантиметров составляет примерно 25 центов, в то время как защитный материал на основе бериллия такой же площади стоит сотни долларов.

У нового материала может быть очень много применений. Из него можно делать защитные костюмы, щиты и кожухи для промышленного оборудования, и даже скафандры для выхода в открытый космос. Конечно, до коммерческого использования ещё очень далеко, но первый шаг в этом направлении уже сделан.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!