英國跟德國研究員合作,找到了一種「切不斷」的金屬材料,未來可用在交通工具例如腳踏車鋼圈、車鎖,或者軍事上的輕量防護盔甲。

Proteus 研發靈感跟柚子皮有關

杜倫大學(Durham University)跟弗勞恩霍夫生產技術研究所(Fraunhofer Institute)共同研究出一種神奇的材料,用金屬切割圓鋸機都不斷,他們將這個材料命名為「Proteus」,來自於希臘神話中的海神波賽頓的兒子普羅透斯(Πρωτεύς),意思是「第一、原始的」,具有變形的能力。

根據研究團隊的說法,Proteus 是一個蜂窩狀結構的陶瓷球狀物體,包覆在柔軟的材料之中。這樣的組合靈感來自柚子堅韌的細胞外皮,因柚子的外皮細胞組合,使它即使從 10 公尺高摔落也不會摔壞;以及和來自亞馬遜叢林的巨骨蛇魚(Arapaimas)的抗斷裂外殼結構。

Proteus 研究團隊宣稱,綜合了兩者優點的 Proteus 材料,就連磨光機跟電鑽都無法切割,而它的鋼密度甚至只有 15%!

為什麼「Proteus」切不斷?

實際切割的影片

在畫面中可以看到,剛開始切割時,的確可以切進材料的柔軟外層,可是一旦切到內部的陶瓷球體時,有趣的事情發生了:陶瓷會跟侵入的刀具在接觸界面處產生高頻共振,此時因切割而被磨掉的微型顆粒,將會加強刀具與材料之間的阻力。簡單來說,切割落下的微型碎屑,反而會回頭填入材料的蜂窩式空隙,讓材料變得更加堅硬。

英國杜倫大學應用力學助理教授斯特凡·斯尼尼斯澤斯基(Stefan Szyniszewski)說:「在進行高速切割時,它們會變硬、抵抗角磨機或鑽頭,就像沙袋可以抵抗高速的子彈一樣。」研究團隊表示,用高壓水刀切也會是一樣的結果。

研究團隊後來為這個切不斷的材料申請了專利,未來有望跟其他領域合作,大量生產,製作出讓人切不斷的好工具。

此研究目前刊登在《Scientific Reports》上,公開供大眾閱讀。

參考資料

New AtlasScientific ReportsTech Explorist

(本文提供合作夥伴轉載。)

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