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Proteus: el primer material que no se puede cortar

La caída libre del pomelo desde 10 m no dañar la pulpa, el Arapaimas pez viviendo en el Amazonas resisten atacar de conjuntos de dientes triangulares de pirañas, Las conchas de la criatura marina de abulón son duras y resistentes a las fracturas., ……….

En los casos anteriores, la naturaleza utiliza estructuras jerárquicas para proporcionar protección contra cargas extremas.  

Inspirándose en estos ejemplos de criaturas vivientes que utilizan estructuras jerárquicas para su protección, los científicos han desarrollado un nuevo 'material arquitectónico' llamado Proteo (después del dios mítico que cambia de forma) que tiene propiedades similares.

Proteus, el nuevo peso ligero materiales (sólo el 15% de la densidad del acero) es altamente deformable y ultrarresistente a cargas puntuales dinámicas, por lo que es no cortable por una amoladora angular y un taladro eléctrico.  

Es una espuma metálica fabricada a partir de esferas de cerámica de alúmina recubiertas de un aluminio celular. Esta nueva estructura jerárquica metalcerámica, es susceptible a vibraciones internas bajo cargas localizadas. Estas oscilaciones están diseñadas para ocurrir cuando una herramienta de corte giratoria encuentra una esfera de cerámica en su camino. El contacto con el segmento de cerámica produce una carga localizada en el borde de un disco giratorio, lo que conduce a vibraciones de alta frecuencia fuera del plano. 

Cuando se corta con una amoladora angular o un taladro, la conexión vibratoria entrelazada creada por las esferas cerámicas dentro de la carcasa embota el disco de corte o la broca. La cerámica también se fragmenta en finas partículas, que llenan la estructura celular del material y se endurecen a medida que aumenta la velocidad de la herramienta de corte.

Proteus parece tener aplicaciones industriales en la fabricación de candados para bicicletas, armaduras ligeras y equipos de protección para profesionales que trabajan con herramientas de corte.

***

Fuente:  

Szyniszewski, S., Vogel, R., Bittner, F. et al. Material no cortable creado mediante resonancia local y efectos de velocidad de deformación. Publicado: 20 de julio de 2020. Scientific Reports 10, 11539 (2020). DOI:  https://doi.org/10.1038/s41598-020-65976-0  

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