Международная команда ученых разработала защитную ткань-трансформер, которая способна менять свою внутреннюю структуру. Она напоминает старинную кольчугу – частицы материала расположены близко друг к другу, что позволяет блокировать внешние механические воздействия.
Разработчики – ученые сингапурского Наньянского и Калифорнийского технологических университетов. Доцент Ван Ифань рассказал, что на создание материала команду его коллег действительно вдохновило устройство древней защитной кольчуги.
Отдельные элементы ткани в форме октаэдра печатают на 3D-принтере из нейлона и соединяют в кольчугообразную структуру. Полученный материал инкапсулируют в пластиковую оболочку и уплотняют воздействием вакуума. Подобный метод повышает плотность упакованных элементов и позволяет частицам интенсивно контактировать друг с другом, вследствие чего жесткость структуры возрастает в 25 раз.
Испытания дали следующие результаты. Ткань смогла удержать груз в 1,5 кг или в 50 раз больше собственного веса при натягивании ее на плоский предмет. В исходном состоянии структура ткани деформировалась на 26 мм при сбрасывании на нее небольшого стального мяча. Материал подбросил мяч за счет перехода структуры из мягкого состояния в жесткое, что деформировало ее всего лишь на 3 мм.
В последующих опытах нейлон заменили на алюминий, в результате чего жесткость материала стала намного выше, чем в случае с нейлоном. При этом нейлон и алюминий имеют одинаковые характеристики мягкости.
Ученые считают, что металлическая версия подойдет для изготовления пуленепробиваемых жилетов, экзоскелетов и адаптивных медицинских шин, меняющих параметры жесткости по мере восстановления костной ткани.