کامپوزیت ساخته شده با هیدروژل پنج برابر قوی‌تر از فولاد
دانشمندان
دست به تولید مجموعه‌ی جدیدی از کامپوزیت‌های هیدروژلی یا ترکیبات نرم
تقویت‌شده با الیاف زده است که شامل هیدروژل‌هایی همراه با پارچه‌ی فیبر
بافته‌شده برای ساخت ماده‌ای است که نسبت به فولاد پُرکربن ۵ برابر قوی‌تر
است.
افزودن
پشم‌شیشه به پلاستیک، بسیار شبیه به هیدروژل تقویت‌شده با فیبر است.
هیدروژل‌ها از زنجیره‌های پلیمری هیدروفیلیکی (آب‌دوست) ساخته شده‌اند که
می‌توانند ۹۰ درصد آب را جذب کنند. آن‌ها خیلی قوی و ماندگار نیستند، اما
با افزودن مقداری پشم‌شیشه، مقاوم شده و به یک ماده‌ی قابل‌انعطاف و کشسان
تبدیل می‌شوند.
کامپوزیت
هیدروژلی مورد بحث به دلیل وجود پیوندهای یونی پویا و فعال میان
هیدروژل‌ها و الیاف شیشه‌ای و همچنین درون خود هیدروژل‌ها بسیار قدرتمند
است. در آزمایش‌های انجام‌شده که از ژل‌های پلی‌آمفولیت (polyampholyte) و
الیاف شیشه‌ای با قطر ۱۰ میکرومتر استفاده شد، ماده‌ی به‌دست‌آمده توانست
نسبت به پارچه‌های پشم‌شیشه‌ای ۲۵ برابر، نسبت به سایر هیدروژل‌ها ۱۰۰
برابر و نسبت به فولاد پرکربن ۵ برابر قوی‌تر ظاهر شود. نتایج این آزمایش
بر اساس میزان انرژی موردنیاز برای تخریب این مواد به دست آمد.
این
هیدروژل‌های تقویت‌شده که ۴۰ درصد آن‌ها از آب است، کاملاً سازگار با
محیط‌زیست هستند. این ماده به خاطر اعتمادپذیری بالا، دوام و انعطاف‌پذیری
آن کاربردهای بالقوه‌ی فراوانی دارد. برای مثال، علاوه بر استفاده از این
کامپوزیت در صنعت مُد و حوزه‌ی تولید، می‌توان از این هیدروژل در ساخت
رباط‌ها و تاندون‌های مصنوعی که در معرض کشش‌های بسیار زیاد قرار دارند،
استفاده کرد.
کِولار با هسته‌ی آلومینیومی
نمونه‌ی
اولیه‌ای از یک سپر ضدگلوله با الهام از طرح‌های اوریگامی توانسته است
گلوله‌های ۹ میلی‌متری شلیک‌شده از سلاح‌های مگنوم ۳۵۷ و مگنوم ۴۴ را تحمل
کند.
جرم
اغلب سپرهای ضدگلوله در حدود ۴۵ کیلوگرم است که استفاده و جابجایی آن‌ها
را دشوار می‌کند. یک نسخه‌ی سبک‌وزن از این سپرها می‌تواند جایگزینی بهتر
باشد. این سپر اوریگامی شکل که تنها ۲۵ کیلوگرم وزن دارد از ۱۲ لایه از
کِولار با هسته‌ی آلومینیومی ساخته شده و به هنگام تا شدن بسیار سبک است.
این
سپر قابلیت جمع‌شدن خوبی دارد و فرد می‌تواند آن را در داخل صندوق عقب
خودرو قرار دهد و سپس در صورت نیاز آن را باز کند. به‌علاوه اگر نیروهای
امنیتی بخواهند موقعیت خود را تغییر دهند، جابجایی آن بسیار آسان است.
قطعاً
وجود انواع مختلفی از این سپرها به معنی افزایش قابلیت‌ها است. سپرهای
ضخیم‌تر و سنگین‌تر می‌توانند گلوله‌ی سلاح‌های بزرگ‌تر را تحمل کنند.
محققان در باور دارند که سپر اوریگامی آن‌ها در هنگام حضور در صحنه‌های جرم
بسیار راحت و در دسترس است. به‌خصوص اینکه قابلیت تا شدن این سپر به دو تا
سه نفر اجازه پنهان شدن در پشت آن را می‌دهد. این سپر علاوه بر درگیری‌های
پلیسی، می‌تواند در مواقع اضطراری در مدارس و محیط‌های حساس نیز کاربرد
داشته باشد.
🆔 @metallurgydata کانال دانش