נפילה חופשית של אשכולית מ-10 מ' לא נזק את העיסה, ה ארפאימס דגים חיים באמזונס להתנגד ל לתקוף של מערכי השיניים המשולשים של פיראנות, קונכיות של יצור הים האבלון קשות ועמידות בפני שברים,……….
במקרים שלעיל, הטבע משתמש במבנים היררכיים כדי לספק הגנה מפני עומסים קיצוניים.
בהשראת דוגמאות אלו של יצורים חיים המשתמשים במבנים היררכיים להגנה, מדענים פיתחו 'חומר ארכיטקט' חדש בשם פרוטאוס (אחרי האל המיתולוגי משנה הצורה) בעל תכונות דומות.
פרוטאוס, קל המשקל החדש חוֹמֶר (רק 15% מצפיפות הפלדה) היא גם ניתנת לעיוות גבוהה וגם עמידה במיוחד לעומסי נקודה דינמיים. לא ניתנת לחיתוך על ידי משחזת זווית ומקדחה חשמלית.
זהו קצף מתכתי העשוי מכדורים קרמיים מאלומינה העטופים באלומיניום סלולרי. מבנה מתכתי-קרמי חדש זה, היררכי, רגיש לרעידות פנימיות תחת עומסים מקומיים. תנודות אלו נועדו להתרחש כאשר כלי חיתוך מסתובב נתקל בכדור קרמי בדרכו. המגע עם מקטע הקרמיקה מייצר עומס מקומי על שפת דיסק מסתובב, מה שמוביל לרעידות בתדירות גבוהה מחוץ למטוס.
כאשר חותכים במטחנה זווית או מקדחה, חיבור הרטט המשתלב שנוצר על ידי הכדורים הקרמיים בתוך המעטפת מקהה את דיסק החיתוך או המקדחה. גם הקרמיקה מתפרקת לדק חלקיקים, הממלאים את המבנה הסלולרי של החומר ומתקשות ככל שמהירות כלי החיתוך מוגברת.
נראה כי לפרוטאוס יש יישומים תעשייתיים בייצור מנעולי אופניים, שריון קל משקל וציוד מגן לאנשי מקצוע שעובדים עם כלי חיתוך.
***
מקור:
Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. ועוד. חומר שאינו ניתן לחיתוך שנוצר באמצעות השפעות תהודה מקומית וקצב מתח. פורסם: 20 ביולי 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0
