Investigadores de la Universidad de Purdue han desarrollado un material súper resistente inspirado en el camarón mantis. Los investigadores se inspiraron en una de las criaturas más fascinantes de la naturaleza, en particular su extremidad garrote. Como resultado, han logrado replicar ciertos mecanismos que le permiten torcer una grieta en la estructura para obtener fuerza adicional. El material resultante puede aplicar niveles letales de fuerza sin romperse en el proceso.
“ Este mecanismo nunca antes se había estudiado en detalle ”, dijo el ingeniero Pablo Zavattieri. “ Lo que estamos encontrando es que a medida que una fisura se retuerce, la fuerza impulsora para crecer la fisura disminuye progresivamente, promoviendo la formación de otros mecanismos similares, que evitan que el material se deshaga catastróficamente. Creo que finalmente podemos explicar por qué el material es tan resistente «.
La asombrosa criatura del océano tiene un poder increíble detrás de sus puños y puede atacar tan rápido como una bala de calibre 22. Naturalmente, esto proporcionó a los investigadores un gran marco para trabajar. Esta torsión de grietas se reproduce a través de las fibras de quitina del material, exactamente la misma sustancia presente en muchas conchas de crustáceos marinos y exoesqueletos de insectos. Los investigadores básicamente lo organizaron en una arquitectura helicoidal que se asemeja a una espiral.
Bioimimetismo impreso en 3D
La bio-mimetismo y la impresión 3D están revolucionando el desarrollo de materiales de formas que los diseñadores nunca imaginaron. Particularmente en ideas de inspiración acuática como esta y el trabajo de Jun Kamei con branquias impresas en 3D . Estas ideas poco convencionales son mucho más fáciles de desarrollar ahora debido al inmenso control que otorga la fabricación aditiva. El material inspirado en el camarón mantis brinda a los investigadores información crucial sobre la aplicación de fuerza en las fibras de quitina.
Debido a estos hallazgos, los investigadores pudieron concentrarse en cómo exactamente la estructura del club agrega tal fuerza. Especialmente en cómo el palo no se rompe al retraerse considerando cuánta fuerza gasta. Nuevas imágenes tomadas por un microscopio electrónico en UC Riverside revelan que, en lugar de simplemente desarrollarse una grieta, se forman numerosas grietas de menor tamaño, que disipan la energía absorbida a través del material al impactar.
Tiene implicaciones potenciales para muchas industrias. Tiene toneladas de aplicaciones en materiales resistentes a la fuerza aplicados a conceptos aeroespaciales y automotrices. El subproducto podría incluso usarse para romper materiales o incluso en el desarrollo de armas.
Imágenes destacadas y video cortesía de Purdue University.
