Buzz
(Tổ quốc) - Loại vật liệu này có khả năng áp dụng vào các hệ thống bắt giữ tác động của vật thể và áo giáp chống đạn tiên tiến đang được phát triển.
Một loại vật liệu siêu cường độ có khả năng hấp thụ sốc đến mức có thể ngăn chặn các tác động ở tốc độ siêu thanh vừa được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Kent (Anh). Loại vật liệu này dự kiến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc ứng dụng ở lĩnh vực quốc phòng và du hành không gian.
Theo thông tin, một nhóm nghiên cứu dưới sự dẫn đầu của Giáo sư Ben Goult và Jen Hiscock đã phát triển một loại vật liệu mới dựa trên protein, có tên gọi là TSAM (Talin Shock Absorbing Materials – Tạm dịch: Vật liệu hấp thụ sốc Talin). Đây được coi là 'ví dụ đầu tiên được biết đến về vật liệu SynBio (hoặc sinh học tổng hợp) có khả năng hấp thụ các tác động ở tốc độ siêu âm', như nghiên cứu đã tiết lộ.
Nghiên cứu mới được công bố trên cơ sở dữ liệu bioRxiv.
Vật liệu này có thể sử dụng trong các hệ thống bắt giữ tác động của vật thể và áo giáp chống đạn tiên tiến đang được phát triển, từ đó giúp nghiên cứu về va chạm ở vận tốc cực cao trong không gian và tầng trên của khí quyển.
Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào protein Talin, một loại protein chịu trách nhiệm cho khả năng hấp thụ sốc một cách tự nhiên của tế bào. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phân tử này có khả năng mở ra khi chịu sức ép căng và đóng lại khi sức ép giảm.
'Tính khả năng phản ứng với lực này giúp Talin có các đặc tính hấp thụ sốc phân tử, bảo vệ tế bào con người khỏi tác động của những biến đổi lực lượng lớn. Khi chúng tôi biến Talin thành TSAM, chúng tôi đã thấy vật liệu mới có các đặc tính hấp thụ sốc kỳ diệu từ các monome Talin,' Goult nói.
Để kiểm tra sự bền bỉ của vật liệu, nhóm nghiên cứu đã thử bắn một vật thể với tốc độ siêu thanh lên đến 1,5km/s, tức khoảng 5.400 km/h. Kết quả, họ đã phát hiện rằng chất hydrogel có thể chịu được tác động với tốc độ lớn như vậy. So với các tốc độ khác, tốc độ này nhanh hơn cả các hạt trong không gian tác động đến vật thể tự nhiên và nhân tạo (thường > 1 km/s, hay 3.600 km/h) và vận tốc đầu nòng từ súng – thường rơi vào khoảng 0,4-1,0 km/s – tức 1.440 - 3.600 km/h.
Các đặc tính của vật liệu hydrogel có thể cải thiện các thế hệ áo khoác chống đạn hiện nay, không thể chặn được động năng của vật khi bắn vào, gây chấn thương cho người mặc.
Ngoài ra, TSAM còn có thể giảm trọng lượng và làm cho những chiếc áo chống đạn như vậy có thể tái sử dụng, vì cấu trúc của chúng gần như không bị ảnh hưởng sau tác động.
Vật liệu này cũng có khả năng 'bắt giữ' các vật thể sau khi chịu tác động. Điều này rất hữu ích trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nơi cần vật liệu có khả năng tiêu tán năng lượng để thu gom hiệu quả các mảnh vụn không gian, bụi không gian và vi thiên thạch cho nghiên cứu khoa học tiếp theo .
TSAM cũng có thể sử dụng để cải thiện thiết kế thiết bị hàng không vũ trụ bằng cách cung cấp một giải pháp thay thế cho aerogel tiêu chuẩn công nghiệp. Hiện tại, aerogel 'có thể bị tan chảy do nhiệt độ tăng cao do tác động của vật thể bắn vào.' Điều này sẽ đảm bảo an toàn cho các phi hành gia và tăng tuổi thọ của các thiết bị hàng không vũ trụ.
Tham khảo trên Interesting Engineering
