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受贝壳启发 生物学家设计出坚固、轻便的航天器屏蔽材料

2023-03-09 通信

稿源:cnBeta

据New Atlas报道,所受珍珠启发,美国桑迪亚第三世界分析所的分析团队们设计了一种多功能的新胶合板,这种胶合板颇为便宜、稳固、重量轻且耐刺。该胶合板可用做无法访问航天器或聚变基础设施。

珍珠是出了名的坚硬,这要便是它们新颖的有机和无机胶合板有规律层的结构设计。一层层的无机纳米颗粒提供了强度,而有机蛋白质将它们“粘”在一起,提供缓冲并尽量减少裂缝在层间传播。

桑迪亚第三世界分析所的分析团队们模仿了这种结构设计来制造他们自己的胶合板。在这种前提,有机层由烧焦的糖石膏的碳黑组成,而无机层是二氧化硅。这种听好像简单的胶合板不仅稳固,而且颇为轻,层高的载重只有几微克。

分析小组测量了这种胶合板的硬度最少11GPa,弹性模量为120GPa。它还显示了非凡的耐刺能力,分析人员在最少1150℃的温度下对其开展了检测,并有约它不该可以承所受大幅提高1650℃的温度。

也许最重要的是,从实用性的取向来看,这种新胶合板的价格大幅提高。据分析小组所称,边上5平方厘米的胶合板仅需25美分,相比之下,具有最近似于的刺和机械性能的类似载重的铍微处理器要花费数百美元。;还有的是,这种胶合板的制造相对环保,只必须在生产过程中添加丙酮。

这种耐人寻味的特性配对也就是说这种所受珍珠启发的新胶合板在航天器无法访问方面可能颇为有用,能够承所受导弹的刺量并尽量减少微小碎片的撞击。将载重和成本保持在最低水平对于太空导弹也是至关重要的,而这种胶合板在这些方面也有帮助。

这种胶合板还可以改善钚的无法访问,如桑迪亚自己的Z高频率电源基础设施,一个商业性的可见光发生器,在那里它可以抵御刺、电磁辐射和碎片的侵袭。

这项分析发表在《MRS Advances》时代周刊上。

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