دانشمندان دانشگاه کنت به رهبری پروفسور بن گولت و جن هیسکوک یک ماده ضربه گیر جدید ساخته اند که میتواند هم در بخش صنایع دفاعی و هم در بخش علوم سیارهای(سیاره شناسی) تحول ایجاد کند.
به گزارش تکناک، این ماده جدید TSAM (مواد جذب کننده شوک تالین) نامیده می شود و از خانواده مواد مبتنی بر پروتئین و به عنوان اولین نمونه شناخته شده از مواد SynBio (زیست شناسی مصنوعی) است که قادر به جذب ضربه های پرتابه مافوق صوت است.
این ماده ضربه گیر دریچه تازه ای را برای توسعه نسل بعدی از زره های ضد گلوله و مواد جاذب پرتابه باز میکند تا امکان مطالعه برخوردهای با سرعت زیاد در فضا و جو فوقانی (اخترفیزیک) را فراهم کند.
پروفسور بن گولت توضیح داد: کار ما بر روی پروتئین تالین، که ضربهگیر طبیعی سلولها است، نشان داده است که این مولکول حاوی یک سری دامنه های تغییر دوتایی است که تحت کشش باز میشوند و پس از افت تنش دوباره تا میشوند.
این حساسیت تاثیر نیرو به تالین خاصیت جذب شوک مولکولی را میدهد و از سلولهای ما در برابر اثرات تغییرات نیروی بزرگ محافظت میکند. هنگامی که ما تالین را به یک TSAM پلیمریزه کردیم، متوجه شدیم که خاصیت جذب شوک مونومرهای تالین باعث ایجاد خواص باورنکردنی به این ماده شده است.
این تیم در ادامه کاربرد دنیای واقعی TSAM را نشان داد و این ماده هیدروژل را در معرض ضربههای مافوق صوت با سرعت 1.5 کیلومتر بر ثانیه قرار داد. این سرعت سریعتر از برخورد ذرات موجود در فضا به اجسام طبیعی و ساخته دست بشر (معمولاً بیش از 1 کیلومتر بر ثانیه) و سرعت شلیک گلوله از سلاح گرم که معمولا بین 0.4-1.0 کیلومتر در ثانیه است. علاوه بر این، این تیم کشف کرد که TSAM ها نه تنها می توانند ضربه ذرات بازالت (حدود 60 میکرومولار قطر) و قطعات بزرگتر ترکش های آلومینیومی را جذب کنند، بلکه این پرتابه ها را پس از برخورد نیز حفظ می کنند.
زره های بدن که به صورت متداول مورد استفاده قرار می گیرد متشکل از یک سطح سرامیکی است که کامپوزیت تقویت شده با الیاف سنگین داخل آن قرار می گیرند. همچنین، در حالی که این زره در مسدود کردن گلولهها و ترکشها مؤثر است، انرژی جنبشی که میتواند منجر به آسیب های احتمالی پشت زره شود را مسدود نمیکند. علاوه بر این، این شکل از زره اغلب پس از ضربه به طور غیر قابل برگشت آسیب می بیند، زیرا یکپارچگی ساختاری آن به خطر می افتد و مانع از استفاده بیشتر آن می شود. این مشکلات باعث میشود TSAMها در طرحهای زرههای جدید به عنوان یک جایگزین بالقوه برای فناوری های سنتی گذشته تبدیل شوند، که منجر به ارائه زره سبکتر و بادوامتری میشود که می تواند در برابر طیف وسیعتری از آسیبها از جمله آسیبهای ناشی از ضربه حفاظت ایجاد کند.
علاوه بر این، توانایی TSAM در گرفتن و حفظ پرتابهها پس از برخورد، آن را در بخش هوافضا، جایی که نیاز به مواد اتلاف کننده انرژی برای جمعآوری موثر زبالههای فضایی، گرد و غبار فضایی و ریز شهاب سنگ ها وجود دارد، قابل استفاده می کند. علاوه بر این، گرفتن این پرتابه ها طراحی تجهیزات هوافضا را تسهیل می کند و ایمنی فضانوردان و طول عمر تجهیزات پرهزینه هوافضا را بهبود می بخشد. در اینجا TSAM ها می توانند جایگزینی برای آئروژل های استاندارد صنعتی که به دلیل افزایش دما ناشی از برخورد پرتابه ممکن است ذوب شوند، ارائه دهند.
پروفسور جن هیسکوک گفت: این پروژه یک همکاری بین رشته ای بین زیست شناسی بنیادی، شیمی و علم مواد است که منجر به تولید این کلاس جدید و شگفت انگیز از مواد شده است.
ما در مورد امکانات بالقوه TSAM برای حل مشکلات دنیای واقعی بسیار هیجان زده هستیم. این پروژهای است که ما با حمایت همکاران جدید در بخشهای دفاعی و هوافضا به طور فعال در حال انجام تحقیقات در مورد آن هستیم.
