英国跟德国研究出“切不断的”材料Proteus,灵感来自柚子皮跟鱼?!

英国跟德国研究员合作,找到了一种“切不断”的金属材料,未来可用在交通工具例如脚踏车钢圈、车锁,或者军事上的轻量防护盔甲。

Proteus研发灵感跟柚子皮有关

杜伦大学(Durham University)跟弗劳恩霍夫生产技术研究所(Fraunhofer Institute)共同研究出一种神奇的材料,用金属切割圆锯机都不断,他们将这个材料命名为“Proteus”,来自于希腊神话中的海神波赛顿的儿子普罗透斯(Πρωτεύς),意思是“第一、原始的”,具有变形的能力。

根据研究团队的说法,Proteus是一个蜂窝状结构的陶瓷球状物体,包覆在柔软的材料之中。这样的组合灵感来自柚子坚韧的细胞外皮,因柚子的外皮细胞组合,使它即使从10米高摔落也不会摔坏;以及和来自亚马逊丛林的巨骨蛇鱼(Arapaimas)的抗断裂外壳结构。

Proteus研究团队宣称,综合了两者优点的Proteus材料,就连磨光机跟电钻都无法切割,而它的钢密度甚至只有15%!

为什么“Proteus”切不断?

实际切割的视频

在画面中可以看到,刚开始切割时,的确可以切进材料的柔软外层,可是一旦切到内部的陶瓷球体时,有趣的事情发生了:陶瓷会跟侵入的刀具在接触界面处产生高频共振,此时因切割而被磨掉的微型颗粒,将会加强刀具与材料之间的阻力。简单来说,切割落下的微型碎屑,反而会回头填入材料的蜂窝式空隙,让材料变得更加坚硬。

英国杜伦大学应用力学助理教授斯特凡·斯尼尼斯泽斯基(Stefan Szyniszewski)说:“在进行高速切割时,它们会变硬、抵抗角磨机或钻头,就像沙袋可以抵抗高速的子弹一样。”研究团队表示,用高压水刀切也会是一样的结果。

研究团队后来为这个切不断的材料申请了专利,未来有望跟其他领域合作,大量生产,制作出让人切不断的好工具。

此研究目前刊登在《Scientific Reports》上,公开供大众阅读。

参考资料

New Atlas、Scientific Reports、Tech Explorist