Muschel-Rüstung könnte transparenten Schutz für Truppen anbieten.

Neue transparente Rüstung zum Schutz der US-Truppen auf dem Schlachtfeld durch die Struktur der Muscheln inspirieren könnte, sagen Forscher.

Wissenschaftler würden gerne harte, schwere, leichte Materialien für Anwendungen wie Körperpanzer zu entwickeln. Forscher wollen zunehmend Materialien zu schaffen, die Strukturen in der Natur, eine Strategie bekannt als Bionik zu imitieren.

"Wir haben lange studiert natürliche Exoskelette als Inspiration für die Entwicklung von fortschrittlichen technischen Schutzsystemen", sagte Studienautor Christine Ortiz, Materialien Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology.

Um die neue Rüstung zu entwickeln, untersucht Ortiz und ihre Kollegin Ling Li die Fensterscheibe Auster, Placunaplazenta Plazenta. Sie waren besonders daran interessiert, dieses Weichtier, weil es hat eine Schale, die 80 Prozent des sichtbaren Lichts es durchscheinen lässt. Die Shell manchmal findet Verwendung in Fensterscheiben anstelle von Glas in den Philippinen, Indien und anderen asiatischen Ländern. [7 coole Tier-Inspired Technologies]

"Vor etwa fünf Jahren auf der Suche nach natürliche Rüstung Systeme, die auch optisch klar waren, wir begannen", sagte Ortiz. Transparente Rüstung in "Soldat Augen- oder Gesichtsschutz Schutz, Fenster und Windschutzscheiben, Explosion Schilde und Kampffahrzeuge" dienen könnte, sagte sie.

Diese Muschel besteht fast ausschließlich aus Calcit, die Hauptkomponente des relativ zerbrechlich Gesteinen wie Kalkstein und Kreide. Allerdings entdeckten die Wissenschaftler, dass diese Muschel Energie von Durchdringungen ca. 10 Mal besser als gewöhnliche Calcit zerstreuen konnte.

Wissenschaftler haben untersucht, Molluske und anderen Shells für Tipps zum Erstellen von Rüstung, aber "das ist die erste umfassende Studie über eine natürliche Rüstung, die widersteht mechanischen eindringen, sondern ist auch optisch klar," Ortiz erzählte Leben Wissenschaft. "Wir wollten herausfinden, wie das Material eindringen widersteht aber bewahrt auch diese einzigartige optische Eigenschaft."

Um herauszufinden, wie diese Muschel, so viel tun konnte besser als normale Calcit, überprüften die Forscher seine Struktur auf der Skala von Nanometern oder Milliardstel Meter. Die Muschel besteht aus Schichten von lange Rauten-Kristalle von Calcit durch organisches Material miteinander verbunden.

Wenn die Muschel mikroskopische Beulen aus einer Sonde diamantbestückte unterzogen wurde, die Wissenschaftler fanden die Shell über "Twinning" verformt – Kristalle aus Kalzit, die Spiegelbilder voneinander waren bildete sich um die Zone eindringen. Solche Partnerschaften half zerstreuen Energie und Schaden, durch Ablenkung Risse an der Ausbreitung weiter, zum Beispiel zu lokalisieren.

Letztlich, Städtepartnerschaften, zusammen mit Nano-Ebene die Schalenstruktur, Schäden an einem kleinen Volumen beschränkt und bewahrt die mechanische Integrität der Rest der Struktur. Rüstungen, die auf der Grundlage dieser Strategie der Partnerschaft und der Nano-Ebene Struktur mehrere Treffer überleben konnte, sagte Forscher.

"Die Ergebnisse dieser Arbeit können bieten Design-Prinzipien für synthetische Engineering von strukturellen Leichtbau mit effizienten Energiedissipation,", sagte Ortiz. "Wir sind weiterhin andere gepanzerten Arten zu studieren, die halbtransparente Eigenschaften aufweisen und eine Bibliothek mit biologischen Gestaltungsprinzipien erstellen wollen."

Li und Ortiz detailliert ihre Ergebnisse online-gestern (30. März) in der Zeitschrift Nature Materials.

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