به گزارش پایگاه اینترنتی نیواطلس، دکتر «سید محمد سجادی» از دانشگاه رایس در آمریکا و همکارانش در جریان بررسی خصوصیات و پتانسیل‌های یک ماده نظری به نام «Tubulane»، موفق به ساخت یک ساختار واقعی شده‌اند که قدرت ضد گلوله‌ای بسیار بالایی دارد. با اینکه مکعب چاپ شده سه بعدی آن‌ها از پلیمرهای مشبک مملو از حفره‌هایی درست شده است، اما در آزمایش ثابت شد که این مکعب تقریباً به اندازه یک الماس سخت است و می‌تواند با اثربخشی فوق‌العاده‌ای گلوله‌ها را متوقف سازد.
Tubulane سازه‌هایی میکروسکوپی از جنس نانو لوله‌های کربنی هستند. از این سازه‌ها می‌توان برای ساخت موادی بسیار مقاوم و در عین حال سبک وزن استفاده کرد ولی تاکنون چنین سازه‌هایی به دلیل چالش‌های لجستیکی تولید سازه با نانو لوله‌های کربنی، ساخته نشده‌اند.
محققان دانشگاه رایس متوجه شدند که امکان بزرگ کردن اندازه سازه‌های میکروسکوپی و چاپ سه بعدی آن‌ها با حفظ استحکام و مقاومت بسیار بالا در برابر فشار، وجود دارد. آن‌ها دو مکعب یکی از جنس پلیمر سخت و دیگری از جنس پلیمری که با ساختار tubulane درست شده بود، چاپ کردند و آن‌ها را با گلوله‌ای که ۵٫۸ کیلومتر بر ثانیه سرعت داشت، آزمایش کردند.
هیچ کدام از مکعب‌ها خراب نشدند اما روی مکعبی که از جنس پلیمر سخت بود، حفره‌ای بزرگ ایجاد شد و مقاومت کل سازه را از بین برد. در مکعب دیگر اما گلوله در لایه دوم متوقف شده بود و بقیه قسمت‌های آن کاملا سالم مانده بودند.
باور عمومی این است که الگوهای خلل و فرج دار، قدرت بازدارندگی جسم را کاهش می‌دهند ولی در عمل محققان دریافتند که این الگوهای پیچیده به جسم کمک می‌کنند تا با تحمل فشار بسیار زیاد و فروپاشی، نیروی جنبشی را جذب کرده و آسیب وارده را بدون سرایت به دیگر قسمت‌ها، در همان محل نگه دارند.
به گفته سجادی، اندازه سازه‌های با الهام از توبول فقط به اندازه چاپگر سه بعدی محدود می‌شود و نسخه‌های مختلف ساخته شده از فلز، سرامیک و پلیمر می‌توانند کاربردهای مختلف داشته باشند.
این تیم در تلاش است تا طراحی را بهینه‌تر کند و برنامه‌های کاربردی در مهندسی عمران، هوافضا ، نفت و تولید گاز از جمله این امکانات است.
این تحقیق در مجله Small منتشر شده است.
نظر شما