开云体育app客服肯特团队创造了一种可以阻止超音速撞击的材料

一个开云体育app客服由教授带领的肯特团队本GoultJen西斯柯克他发明了一种突破性的新型减震材料,并申请了专利,这种材料可能会给国防和行星科学领域带来革命性的变化。

这种基于蛋白质的新型材料家族被命名为TSAM(塔林减震材料),代表了能够吸收超音速弹丸冲击的SynBio(或合成生物学)材料的第一个已知例子。这为开发下一代防弹装甲和弹丸捕获材料打开了大门,从而能够研究太空和高层大气中的超高速撞击(天体物理学)。

Ben Goult教授解释道:我们对蛋白质talin(细胞的天然减震器)的研究表明,这种分子包含一系列二元开关结构域,在张力下打开,在张力下降时再次折叠。这种对力的反应赋予了他林分子减震的特性,保护我们的细胞不受大力变化的影响。当我们将他林聚合成TSAM时,我们发现他林单体的减震特性赋予了这种材料令人难以置信的性能。”

该团队继续演示了TSAMs的实际应用,将这种水凝胶材料置于1.5 km/s的超音速冲击下——比空间粒子撞击自然和人造物体(通常为> 1 km/s)和火器的初速更快——通常落在0.4-1.0 km/s之间。此外,研究小组发现TSAMs不仅可以吸收玄武岩颗粒(直径~60微米)和较大的铝弹片的撞击,而且还可以在撞击后保存这些弹片。

目前的防弹衣往往由陶瓷面和纤维增强复合材料组成,这是沉重和笨重的。此外,虽然这种装甲可以有效地阻挡子弹和弹片,但它不能阻挡动能,从而导致装甲后面的钝器创伤。此外,这种形式的装甲通常在撞击后受到不可逆的损坏,因为结构完整性受损,无法进一步使用。这使得将TSAMs集成到新的装甲设计中成为这些传统技术的潜在替代方案,提供更轻、更持久的装甲,还可以保护穿戴者免受更广泛的伤害,包括电击造成的伤害。

此外,tsam在撞击后捕获和保存弹丸的能力使其适用于航空航天部门,在该部门需要能量耗散材料,以便有效收集空间碎片、空间尘埃和微流星体,以供进一步科学研究。此外,这些捕获的弹丸有助于航空航天设备的设计,提高宇航员的安全性和昂贵的航空航天设备的寿命。在这里,TSAMs可以提供一种替代工业标准气凝胶的方法,因为工业标准气凝胶容易因弹丸撞击引起的温度升高而融化。

Jen Hiscock教授说:该项目源于基础生物学、化学和材料科学之间的跨学科合作,从而产生了这种令人惊叹的新型材料。我们对TSAMs解决现实世界问题的潜在转化可能性感到非常兴奋。在国防和航空航天领域的新合作者的支持下,我们正在积极开展这项研究。”

该研究论文题为“下一代基于蛋白质的材料捕获和保存来自超音速冲击的弹射物”,可在bioRxiv上作为预印本。https://doi.org/10.1101/2022.11.29.518433