Новая разработка обещает сделать шлемы, броню и детали транспортных средств легче, надежнее и многоразовыми. Основой этого изобретения стали жидкристаллические эластомеры (ЖКЭ) — уникальные полимерные сети, которые обладают способностью сочетать гибкость и прочность.
Ранее эти материалы использовались в робототехнике для создания приводов и имитации мышечной ткани, но ученые решили исследовать их потенциал в области поглощения энергии.
Исследовательская группа создала инновационную конструкцию, состоящую из наклонных балок ЖКЭ, закрепленных между жесткими опорами. Уникальная особенность этого материала заключается в его многослойной структуре, что позволяет различным слоям по-разному реагировать на динамические нагрузки и эффективно рассеивать ударную энергию.
Для проверки теоретических выводов были проведены обширные лабораторные испытания. Ученые тестировали образцы на предмет воздействия ударов различной силы — от объектов весом 1,8 до 6,8 кг, движущихся со скоростью до 35,4 км/ч. Результаты испытаний превзошли все ожидания.
Удивительным открытием стало то, что эффективность материала прямо зависит от числа структурных слоев. Четырехслойная конструкция показала почти двукратное увеличение способности к поглощению энергии по сравнению с однослойной. В будущем исследователи намерены расширить экспериментальный диапазон, увеличив скорости.
Потенциал нового материала впечатляет. Специалисты предполагают его использование в производстве защитного снаряжения, такого как шлемы и бронежилеты, а также в автомобильных бамперах и других элементах транспортных средств. Главное преимущество заключается в легкости конструкции при высокой эффективности рассеивания ударной энергии.
