При разработке композитов для 3D-печати ученые взяли пример с раков (+ видео)

Вдохновением для проекта стали морские животные вида рак-богомол роскошный, клешни которого сделаны из фосфата кальция, расположенного вокруг хитиновых волокон. Ученые стремились разработать материалы, имитирующие как уникальную структуру органов раков-богомолов, так и защитное покрытие. Исследователи обнаружили, что геометрический узор материала позволяет избежать трещин, уплотняясь при их появлении. Волокна материала направляют появившиеся трещины, избегая их распространения по прямой.

Команда отмечает, что эти механизмы никогда не изучались настолько подробно – это новый этап в разработке противоударных материалов. После тщательных исследований ученые наконец могут объяснить уникальную прочность клешней раков-богомолов. Ранее считалось, что структура клешни предназначена для быстрых ударов – теперь, благодаря мощным электронным микроскопам, понятно, что многочисленные трещины все же образуются, рассеивая энергию, которую материал поглощает при ударе.

Ученые напечатали на 3D-принтере и испытали композитные материалы, имитирующие исследованное природное явление. Команде даже удалось записать и дополнительно изучить механизмы деформации материала. Исследователи в дальнейшем изготовили по тому же принципу композитные материалы, усиленные стеклопластиком – проект может внести вклад в разработку более прочных и легких материалов для спортивного оборудования, автомобильного производства и аэрокосмической отрасли.