_ Materialele bio-inspirate prezintă potențialul pentru echipamente de protecție și textile

Materialele bio-inspirate (BIM) sunt materiale sintetice ale căror structură și proprietăți sunt asemănătoare materialelor naturale sau materiei vii. Aceste materiale au potențialul de a avansa materialele structurale, textilele și echipamentele de protecție datorită durabilității și proprietăților lor de auto-vindecare.

Dr. Vanessa Restrepo, profesor asistent la Departamentul de Inginerie Mecanică J. Mike Walker '66, și echipa ei de la Laboratorul de Materiale Bio-Inspirate (BIM) își propun să creeze materiale bio-inspirate cu comportamente îmbunătățite, concentrându-se pe natura proteinelor de dezvoltat compozitele de legături sacrificiale (legături care se rup înainte ca legătura structurală principală să fie ruptă) utilizând materiale adezive neliniare.

Acest articol a fost publicat în Materials & Design.

Această cercetare ar putea semnificativ impact asupra infrastructurii electrice în condiții meteorologice nefavorabile. Folosind aceste materiale, cablurile se pot întinde și extinde pentru a suporta greutatea suplimentară a acumulării de gheață sau a căderilor bruște de copaci cauzate de vânturi puternice. Această flexibilitate ar putea preveni ruperea cablului, ceea ce înseamnă mai puține întreruperi în serviciul electric.

„Angajamentul nostru rămâne dedicat dezvoltării materialelor bioinspirate și aplicațiilor acestora în diverse industrii”, a spus Restrepo. „Suntem entuziasmați de impactul potențial al acestor materiale și de contribuția la dezvoltarea produselor mai rezistente și durabile.”

Conform lui Restrepo, adezivii neliniari se referă la un comportament de deplasare a forței care deviază de la o cale biliniară. , spre deosebire de adezivii convenționali. Spre deosebire de adezivii tradiționali, relația forță-deplasare a adezivilor neliniari nu urmează un model simplu, în două etape. În schimb, prezintă un comportament mai complex și mai variabil pe măsură ce se aplică forțe externe.

Pentru a aborda această cercetare, Restrepo utilizează o strategie la scară transversală, integrând materiale adezive neliniare și magneți cu fața opusă pentru a forma compozite de legături sacrificiale similare cu cele găsite în proteine, cum ar fi interfața nacrei, care este un material natural de cărămidă și mortar multistrat de 3000 de ori mai rezistent la rupere decât constituenții săi.

Abordarea lor implică utilizarea compozitelor de legături sacrificiale. care imită mecanismele biologice naturale, permițând disiparea energiei și autovindecarea la defecțiune mecanică. Sarcina externă rupe legăturile sacrificiale ale compozitelor de legături sacrificiale, iar magneții cu fața opusă reunesc interfața separată, permițând reformarea legăturilor sale sacrificiale și auto-repararea compozitului după susținerea unor tensiuni mari.

Incorporarea acestor materiale inovatoare ar putea avea ca rezultat o durată mai lungă, mai eficientă din punct de vedere al costurilor și mai durabilă. produse care necesită înlocuire mai puțin frecventă, ducând în cele din urmă la dezvoltarea de materiale cu auto-reparare utilizate în diverse articole de zi cu zi, cum ar fi echipamente de protecție și textile.

Laboratorul BIM a colaborat cu Dr. Ramses Martinez, profesor asociat la Universitatea Purdue, pentru a efectua această cercetare. Această metodă a fost recent patentată de Restrepo și echipa.

(Fluierul)