Легче пены и прочнее стали: как ученые изобрели материал для брони будущего
Ключом к изобретению послужили так называемые жидкокристаллические эластомеры (ЖКЭ). Речь идет о специфических полимерных сетях, обладающих особой способностью сочетать эластичность и стабильность. Традиционно эти материалы применялись в робототехнике для создания приводов и имитации мышечной ткани, однако ученые решили исследовать их энергопоглощающий потенциал.
Научная группа разработала инновационную структуру, состоящую из наклонных балок ЖКЭ, зафиксированных между жесткими опорными элементами. Принципиальная особенность материала — многослойность, позволяющая разным уровням по-разному реагировать на динамические нагрузки и максимально эффективно рассеивать энергию удара.
Для подтверждения теоретических предположений были проведены масштабные лабораторные испытания. Исследователи тестировали образцы под воздействием ударов различной интенсивности — от объектов массой 1,8 до 6,8 кг, движущихся со скоростью до 35,4 км/ч. Результаты превзошли все ожидания.
Броня нового поколения
Неожиданное открытие заключалось в прямой зависимости эффективности материала от количества структурных слоев. Четырехслойная конструкция продемонстрировала почти двукратное увеличение энергопоглощающей способности по сравнению с однослойным вариантом. В перспективе ученые планируют расширить диапазон экспериментов, увеличив скоростные параметры.
Потенциал применения нового материала впечатляет. Специалисты прогнозируют его использование в производстве защитного снаряжения: шлемов, бронежилетов, автомобильных бамперов и элементов конструкции транспортных средств. Принципиальное преимущество — сохранение легкости при максимально эффективном рассеивании энергии ударов.