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Proteus : le premier matériau non découpable

La chute libre des pamplemousses de 10 m ne des dommages la pulpe, Arapaimas poisson vivant en Amazonie, résistez à la attaquer des rangées de dents triangulaires des piranhas, Les coquilles de la créature marine d'ormeau sont dures et résistantes aux fractures, ……….

Dans les cas ci-dessus, la nature utilise des structures hiérarchiques pour assurer une protection contre les charges extrêmes.  

Inspirés par ces exemples de créatures vivantes utilisant des structures hiérarchiques pour se protéger, les scientifiques ont développé un nouveau « matériau architecturé » appelé Proteus (après le dieu mythique qui change de forme) qui a des propriétés similaires.

Proteus, le nouveau poids léger Matériel (seulement 15 % de la densité de l'acier) est à la fois hautement déformable et ultrarésistant aux charges ponctuelles dynamiques. non découpable par une meuleuse d'angle et une perceuse électrique.  

Il s'agit d'une mousse métallique composée de sphères en céramique d'alumine enfermées dans un aluminium alvéolaire. Cette nouvelle structure hiérarchisée métallo-céramique est sensible aux vibrations internes sous sollicitations localisées. Ces oscillations sont conçues pour se produire lorsqu'un outil de coupe rotatif rencontre une sphère en céramique sur son chemin. Le contact avec le segment en céramique produit une charge localisée sur le bord d'un disque en rotation, ce qui entraîne des vibrations à haute fréquence hors du plan. 

Lors de la coupe avec une meuleuse d'angle ou une perceuse, la connexion vibratoire imbriquée créée par les sphères en céramique à l'intérieur du boîtier émousse le disque de coupe ou le foret. Les céramiques se fragmentent également en fines particules, qui remplissent la structure cellulaire du matériau et durcissent à mesure que la vitesse de l'outil de coupe augmente.

Proteus semble avoir des applications industrielles dans la fabrication de cadenas de vélo, d'armures légères et d'équipements de protection pour les professionnels qui travaillent avec des outils de coupe.

***

La source:  

Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Matériau non découpable créé par des effets de résonance locale et de vitesse de déformation. Publication : 20 juillet 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). EST CE QUE JE:  https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0  

Équipe SCIEU
Équipe SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
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