Zastavenie rýchlej guľky...S penou

Tento článok je založený na Science Friday rozhovor a pôvodne bol uverejnený na PRI.org.

Aký by bol polystyrén, keby bol vyrobený z ocele? Afsaneh Rabiei na Štátnej univerzite v Severnej Karolíne už roky pracuje na vývoji a zdokonaľovaní kovových pien, ktoré sú produktom výrobného procesu, ktorý vkladá duté kovové gule do pevného kovu.

Výsledný materiál je ľahký, pevný, odolný voči teplu a žiareniu, a keď je začlenený napríklad do nepriestrelnej vesty, je schopný rozbiť guľky pri náraze bez toho, aby zranil osobu, ktorá ju nosí.

Keď však Rabiei začala experimentovať s materiálom, neplánovala vyrobiť nový druh brnenia.

'Pôvodne som začal vyrábať tento materiál nie nevyhnutne pre brnenia, ale skôr pre autá a vlaky,' hovorí Rabies. „[Chcel som, aby sa to stlačilo ako špongia, ale v ťažkej forme špongie, aby sme ju mohli postaviť pred auto alebo vysokorýchlostný vlak a postarať sa o náraz. Ale keď sme videli výkon materiálu, začali sme premýšľať o balistike a guľkách. A tak som ich otestoval a zistili sme, že... materiál môže fungovať.“

Sledovanie spomaleného videa, na ktorom je materiál zasiahnutý guľkou, je neuveriteľné: guľky sa neodrážajú od kovovej peny; pri dopade sa rozpadajú.

'V podstate to, čo tu máme, je veľa vzduchových bublín, ktoré sú už zapustené v materiáli, a keď narazíte na tento materiál, stlačí bubliny a stláčaním bublín absorbuje energiu,' hovorí Rabiei.

Rabiei a jej kolegovia nie sú prví, ktorí sa pokúšajú vytvoriť odolnú kovovú penu. Iní inovátori skúšali fúkať vzduch do roztaveného kovu, aby vytvorili penu podobnú kovovému bublinkovému kúpeľu. Niektorí sa tiež pokúsili pridať penové činidlá do kovu, aby vytvorili pórovitosť. Problém s týmito experimentmi, hovorí Rabiei, je v tom, že náhodnému sortimentu bublín chýba štruktúra.

'Náš materiál má veľmi jednotnú bublinkovú štruktúru,' hovorí Rabiei. „Takže zaťaženie alebo sila je rovnomerne rozdelená medzi všetky tieto póry. Zároveň sme pridali nejakú maticu, ktorá drží tieto bubliny pohromade, aby fungovali ako nosné alebo nosné. Výsledkom je, že materiál sa stal najpevnejším kovom a môže dobre niesť záťaž.“

Ale kovová pena dokáže viac ako len chrániť pred nárazom; dokáže odfiltrovať aj žiarenie.

'Je to veľmi podobné poháru, v ktorom držíte horúci nápoj,' hovorí Rabiei. 'Môže blokovať žiarenie...a nielen žiarenie, ale aj teplo, a dôvodom je vzduch, ktorý je zachytený vo vnútri týchto pórov, ktorý zabezpečuje rozptyl žiarenia a zároveň poskytuje...druh tepelného štítu.'