Напечатанные на 3D-принтере ракушки позволят разработать более прочные шлемы (+ видео)

Рассмотрев ракушки под микроскопом, ученые обнаружили, что они состоят из трех слоев, что сдерживает распространение трещин. Материал, из которого сделана ракушка, описывается как «матрица из зигзагов», так что трещине необходимо «пройти через лабиринт», чтобы продолжить расти. Исследование ракушек – интересный процесс сам по себе, но ученые отмечают и более важные перспективы, применяя 3D-печать для воссоздания конструкции ракушек. 3D-печать позволила провести ряд физических, а также статических и виртуальных испытаний на моделях.

Несмотря на то, что по форме напечатанные на 3D-принтере модели совсем не напоминают ракушки, эксперименты оказались даже полезнее испытаний на настоящих ракушках. Это связано с тем, что структура ракушки может непредсказуемо изменяться, что не позволяет получить точные результаты. Для определения роли слоистой структуры ученые сравнили ее с более простой конструкцией – они бросали тяжелые предметы с заранее заданной силой, чтобы выяснить прочность материалов. Неудивительно, что модель ракушки с несколькими слоями показала лучшие результаты. Добавление второго слоя повышает прочность конструкции на 70-85%, как отмечают исследователи.

Основное преимущество искусственного материала, имитирующего структуру ракушки, в том, что он одновременно противостоит ударам и рассредоточивает энергию, как резина. Именно это свойство позволяет говорить о потенциале материала для производства шлемов и брони. Защитное обмундирование можно будет персонализировать с помощью компьютера, изготавливая его в точном соответствии с мерками конкретного человека.