Fremtidens rustning: Kulstof i nanoskala beskytter effektivt mod stød

Illustration: Rice University

Et materiale bestående af kulstof i nanoskala har vist sig at være både lettere og hårdere end kevlar og stål. Dermed kan det være fremtidens alternativ, når der skal designes lette rustninger, beskyttende belægning eller andre slagfaste produkter. Det skriver mediet Scitechdaily.

Ingeniører fra de tekniske universiteter MIT, Caltech og ETH Zürich har testet og udviklet materialet, og de beskriver resultaterne i et studie, som er udgivet i tidsskriftet Nature Materials.

Forskerholdet testede materialet ved at beskyde det med mikropartikler med supersonisk hastighed. Her viste materialet, som er tyndere end et menneskehår, sig i stand til at modstå slaget fra mirkopartiklerne.

Resultatet blev sammenlignet med stål, kevlar og andre materialer, der beskytter effektivt imod stød.

»En bestemt mængde af vores materiale vil være mere effektivt til at stoppe et projektil end en tilsvarende mængde kevlar,« fortæller Carlos Portela, hovedforfatter bag studiet og adjunkt ved MIT.

Laser-testen

Forskere har længe ment, at materialer bestående af strukturer i nanoskala havde et potentiale for at beskytte imod slag. Potentialet er dog ikke blevet testet i særlig høj grad.

For at undersøge, hvordan materialet responderede, når det blev ramt af partikler i høj fart, brugte forskerholdet laser-inducerede partikler.

Lidt forsimplet fik de partiklerne til at accelerere med høj hastighed ved hjælp af laserlys. Dermed beskød de materialet med partikler, der bevægede sig i hastigheder mellem 40 og 1100 meter i sekundet.

De afprøvede to forskellige materialer med forskellig tæthed mellem nano-strukturerne. Testene viste, at det tætteste materiale var det mest modstandsdygtige, og at partiklerne, der ramte det tætte materiale, i højere grad blev absorberet frem for at passere gennem materialet.

»Nano-arkitekterede materialer er virkelig lovende som støddæmpende materialer. Der er meget, som vi endnu ikke ved om dem, men vi er trådt ind på den vej, som skal besvare spørgsmålene og åbne døren til en udbredt anvendelse,« siger Carlos Portela.