Ученые создали кольчугу космическим рыцарям будущего

Ученые из Калифорнийского технологического института в Пасадене создали новый материал, вдохновленный кольчугами средневековых рыцарей. По их мнению, он может быть использован для создания скафандров будущего. Этот гибкий материал может при необходимости становиться твердым и выдерживать вес в 30 раз больше собственного веса.
Материал, напечатанный на 3D-принтере, может не только помочь астронавтам в будущем ходить по Марсу, но и покрыть космический корабль, защищая его от метеоритов и других опасностей в дальнем космосе. На Земле он может обеспечить дополнительную защиту для спортсменов. Также высокотехнологичная ткань может быть использована для создания умного экзоскелета, который позволит парализованным людям снова ходить, или служить броней для солдат. Правда, команда ученых пока не сообщила, сколько будет стоить материал и даже когда он будет доступен для использования.

Традиционные кольчуги, которую носили воины и рыцари в средневековье, были сделаны из множества связанных металлических колец. В собранном виде они должны быть твердыми и прочными, но при движении колец они сохраняли гибкость , - таким образом их можно было носить на теле, и при этом они не слишком сильно сковывали движения, позволяя двигаться и драться в бою. Кольчуги защищали воинов от стрел и ударов мечей, топоров, булав и другого оружия, поскольку кольчужная ткань плотно прижималась к телу. Новая ткань, созданная в Калифорнии, обладает сходными свойствами. Материал сделан из пластика, но при этом, как и кольчужное полотно, способен переключаться между жестким и мягким состояниями.

Руководитель проекта профессор Кьяра Дарайо говорит, что ткань можно настраивать, исходя из конкретных потребностей. «Материал, изменяющий жесткость, можно использовать в космических проектах, - говорит она. - Не зря из наших соавторов, доктор Дуг Хофманн, представляет лабораторию реактивного движения НАСА. Ткань, которая способна изменять жесткость по команде, может быть очень полезна во многих вещах, которые меняют форму и размер, - в качестве защитных слоев. Такие материалы пригодятся в солнечных панелях и парусах на космических кораблях. Будучи изготовлен в разных размерах или из разных видов пластика, материал может использоваться при изготовлении и защитной одежды, и аварийных укрытий».

В ходе испытаний при давлении слои связанных частиц демонстрировали феномен так называемого «заклинивающего перехода», при котором механические свойства материала менялись, и многослойная ткань превращалась из мягкой в твердую. Ученые напечатали инновационную кольчугу на 3D-принтере: каждое звено в ней было построено из соединительных стоек. После этого ее запаковали в герметичный пластиковый пакет и откачивала воздух. При этом, когда воздух был удален, давление увеличило твердость материала более чем в 25 раз.

Как рассказала профессор Дарайо, что в исходном состоянии ткань гибкая и ее можно натягивать на любые сложные объекты, включая еловеческое тело, как любую другую ткань. Но когда ткань сжимается, взаимосвязанные микрочастицы соединяются, делая ткань примерно в 25 раз более жесткой. «Полученная конструкция может выдерживать нагрузки, превышающие собственный вес в 30 раз», - заявляет профессор Дарайо.

Материал открывает массу возможнстей:из него можно будет конструировать одежду, увеличивающую выносливость, или экзоскелеты, которые могут быть использованы для облегчения работы, обеспечения безопасности или подъема тяжелых предметов. Он также может формировать сложные архитектурные формы, которые в дальнейшем будут сохранять жесткость.

Новый материал также можно будет использовать для защиты космических кораблей, путешествующих на другие планеты и нуждающихся в защите от астероидов и космического мусора. В пожобном материале давно нуждается НАСА: сейчас агентство исследует ряд высокотехнологичных тканей, выбирая те, которые, можно использовать для защиты космических кораблей и космонавтов. вОсобенно высокой станет потребность во время пилотируемых миссий на Марс, которые планируется начать в 2030-40-х годах.
Также высокотехнологичный материал можно использовать для защиты зондов, ищущих жизнь на ледяном спутнике Юпитера Европе и других инопланетных мирах с агрессивной окружающей средой.

Профессор Дарайо заявила, что работа их группы стала первым шагом к созданию материала, который совместит легкость и максимальную защиту. По ее словам, адаптивные ткани, созданные в результате этого исследования, будут иметь широкий спектр потенциальных сфер применения.

По словам экспертов, наиболее востребованным новый материал будет в сфере создания экзоскелетов для биомедицинского, спортивного или военного применения.Также он необходим в гражданском и военном строительстве - для создания развертываемых конструкций, которые легко разворачиваются и мгновенно меняют свой размер, например, для создания временных убежищ или мостов.