Структура австралийского ореха Марри легла в основу нового ударопрочного материала

Исследователи из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби изучили внутреннее строение австралийского ореха марри и разработали биомиметический материал, воспроизводящий его защитную структуру. Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Science.

Орех марри отличается высокой устойчивостью к механическим нагрузкам: его скорлупа способна выдерживать сильные удары и препятствовать распространению трещин. Ученые установили, что это свойство обусловлено многослойной структурой. Твердая внешняя оболочка сочетается с более мягкими и гибкими внутренними слоями. Такая конфигурация позволяет материалу деформироваться и при этом сохранять целостность, перераспределяя энергию удара.

В ходе исследования специалисты Лаборатории интеллектуальных материалов при Центре интеллектуальных инженерных материалов в течение пяти лет анализировали образцы с помощью 3D-визуализации, механических испытаний, а также методов комбинационного рассеяния и флуоресцентной спектроскопии. Оптическая микроскопия показала различия между коричневыми и белыми волокнами, из которых состоит орех, и подтвердила неоднородность его химического состава. Основным компонентом материала является целлюлоза.

Эксперименты показали, что орех способен поглощать энергию удара, сочетая в себе жесткость и пластичность. На основе полученных данных исследователи создали синтетический образец, повторяющий природную слоистую структуру. Эта разработка рассматривается как возможная основа для создания легких ударопрочных материалов, в том числе элементов защитного снаряжения.

Источник: Tech Xplore