Schaumige Erfindung könnte Energie und Leben retten.

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Sie spricht drei Sprachen fließend. Sie ist überall studierte von Teheran nach Tokio, um Cambridge, Mass. Und sie hat ein Raum-Zeit-Material so leicht und stark, dass es alles von Fahrzeug-Stoßstangen, Rüstung, biomedizinische Geräte revolutionieren könnte erfunden.

Die ultra-hochfester Verbundwerkstoff Metallschaum erstellt von Afsaneh Rabiei ist ein Highlight einer weit gereisten Karriere, während dessen der Forscher versucht hat, um alles zu lernen, was sie über fortschrittliche Materialien. Das Ergebnis: ein brandneues Material, das Energie und Leben retten kann.

"Grundsätzlich ist es ein neues Material für alle Arten von Sicherheitseinrichtungen," sagte Rabiei, Associate Professor für Maschinenbau und Luft-und Raumfahrttechnik an der North Carolina State University.

Rabiei die Erfindung ist nicht die erste Metallschaum, aber sie sagt, dass es das stärkste ist. Die größte Schwäche des bestehenden Metallschäume ist die unterschiedlichen Größen der Zellen-kleine Taschen der Raum im Inneren des Materials. Stattdessen Rabiei Zellen Standardgrößen verwendet und kombiniert sie mit einer metallischen Matrix, die Zellwände zu unterstützen. Das hilft

Ein leichtes, starkes material

Rabiei ist auf High-Performance-Materialien für mehr als 20 Jahren tätig. Studium der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik und erhalten ihren Bachelor-Abschluss an Sharif University of Technology in Teheran, Iran, 1986. Nachdem er einige Zeit in der Industrie – immer mehr Erfahrung in Gießen, Schweißen und Materialprüfung – Rückkehr in die Wissenschaft und ihre promovierte 1997 an der Universität von Tokio. Ihre Arbeit an der Metallschäume begann sie ein Post-Doktorand an der Harvard University.

Sie hat auf dem Weg fließend in Englisch, Japanisch und persischen und vier Bücher und Dutzende von anderen Publikationen verfasst. Der National Science Foundation verlieh ihr den CAREER Award im Jahr 2003, und ihr Ziel mit der Finanzierung war es eine leichtere, starke Material zu entwickeln, die Rettung von Leben und Energie in der Luft-und Raumfahrt, Medizintechnik, Automobil- und anderen Industrien verwendet.

Nach fünf Jahren Arbeit – mit einer Gruppe von ihren Schülern – sie hat die Ergebnisse. Grobe Verkehr Unfall Berechnungen zeigen, dass durch Einfügen von zwei Stücke von ihrer zusammengesetzten Metallschaum hinter der Stoßstange eines Autos Reisen 28 km/h, dasselbe für Passagiere die Auswirkungen als Auswirkungen bei nur 5 km/h unterwegs fühlen würde.

Anwendungen: Flugzeuge, Boote

Die Ergebnisse sind am auffälligsten, wenn das Material in einem Labor getestet wird. Der Test selbst ist spannend: eine leistungsstarke Maschine schlägt ein Stück Stahl Schaumstoff gerade nach unten auf die Grundplatte der Maschine, und dann macht das gleiche mit einem Stück lose Stahl.

Wenn sie die Grundplatten unter beide Proben untersucht, gibt es eine deutliche Einbuchtung links unter der Stahl Gesamtprobe, während die Platte unter dem Schaum keine Einrückung zeigt. Der Test zeigt, wie der Schaum absorbiert die Energie und die Platte geschützt, während der Stahl einfach es auf die Grundplatte ohne Schutz übertragen.

Und da der Großteil Stahl drei Mal schwerer als der Stahl Schaum, es ist leicht zu sehen, wie der Schaum Automobilhersteller auf der Suche nach einer Stoßstange, die Verbesserung von Sicherheit und Benzinverbrauch gewinnen konnte.

Rabiei sieht viel verwendet für ihre Erfindung, einschließlich Flugzeuge, Boote und Strukturen, die Schutz mit der Aufrechterhaltung der geringen Gewichts auswirken müssen. Es ist diese hohe Festigkeit, Dichte-Verhältnis – Definition eines Materials, das starke und leichte — Rabiei Schaum zeichnet.

"Dieses Material zeigte ein viel höhere Stärke-Dichte-Verhältnis als jede Metallschaum, das jemals gemeldet haben", sagte sie.

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Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die nationalen
Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für grundlegende Finanzierung angeklagt
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