Szukając sposobów na wzmocnienie materiału, natura często dostarcza najlepszych odpowiedzi. Tym razem inspiracją w badaniach naukowców z Uniwersytetu Purdue, stała się krewetka modliszkowa. Dwa lata temu specjaliści opublikowali badania, dotyczące wykorzystania druku 3D do opracowania nowych ultra – mocnych materiałów, inspirowanych właśnie tęczową krewetką modliszkową.
Krewetka modliszkowa, to niewątpliwie jeden z najsilniejszych i najinteligentniejszych skorupiaków. Potrafi naśladować odgłosy innych krewetek, aby na nie zapolować. Może również stłuc szybę w akwarium, jeśli uderzy w nią całym swoim ciałem. Potrafi także rozbić i pokonać inną, opancerzoną zdobycz (głównie mięczaki i inne kraby), które są również znane z tolerancji na uszkodzenia i z doskonałych właściwości mechanicznych. To niesamowite stworzenie morskie ma niezwykłą moc i może uderzyć tak szybko, jak pocisk 22-calowy.
Zobacz także: Henkel otwiera w Irlandii centrum technologii druku 3D o wartości 18 mln euro
Zobacz także: Holenderski Vormvrij przedstawia nową, ceramiczną drukarkę 3D, LUTUM 4
To właśnie ta ostatnia umiejętność, zainspirowała uniwersyteckich badaczy do zbadania mechanizmów stojących za ogromną siłą tych krewetek, które potrafią walczyć bez trwałego uszkodzenia. Ci sami naukowcy opracowali także strategię projektowania, zmierzającą do opracowania nowej klasy super twardych materiałów.
„Nowością w tej pracy jest to, że po stronie teorii opracowaliśmy nowy model, a po stronie eksperymentalnej wykorzystaliśmy materiały do stworzenia kompozytów potwierdzających tę teorię (…) Tworzymy nowe mechanizmy, które wcześniej nie były dla nas dostępne w przypadku kompozytów. Tradycyjnie, kiedy produkujemy kompozyty, łączymy włókna w sposób, który nie jest optymalny, a natura uczy nas, jak powinniśmy to robić. „- powiedział Zavattieri
Nowe zdjęcia wykonane za pomocą mikroskopu elektronowego w UC Riverside pokazują, że zamiast pojedynczego pęknięcia, które nadal się rozprzestrzenia, powstają liczne mniejsze pęknięcia – rozpraszające energię pochłoniętą przez materiał po uderzeniu. Naukowcy stworzyli i przetestowali wydrukowane w 3D kompozyty wzorowane na tym zachowaniu, rejestrując zachowanie się pęknięć za pomocą kamer i technik cyfrowego korelowania obrazu w celu zbadania odkształcenia materiału.
Odkrycia mogą pomóc w opracowaniu lżejszych, mocniejszych i bardziej wytrzymałych materiałów, które mogą zostać wykorzystane m.in. w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i w sporcie.
Źródło: 3ders.org
