مواد جاذب شوک جدید و نوآورانه می‌توانند تاثیرات مافوق صوت را متوقف کنند

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۶ دسامبر ۲۰۲۲لینک منبع Ground-Breaking New Shock-Absorbing Material Can Stop Supersonic Impactsدانشمندان یک ماده جاذب شوک جدید را ایجاد کرده و به ثبت رسانده‌اند که می‌تواند هم در بخش دفاع و هم در بخش علوم سیاره‌ای متحول‌کننده باشد. این پیشرفت توسط تیمی از دانشگاه کنت به رهبری پروفسورهای بن گولت و جن هیسکوک انجام شد.این خانواده جدید از مواد مبتنی بر پروتئین که TSAM (مواد جذب کننده شوک تالین) نام دارد، اولین نمونه شناخته شده از مواد SynBio(یا زیست شناسی مصنوعی) است که قادر به جذب ضربه‌های پرتابه مافوق صوت است. این ماده جدید دریچه را برای توسعه نسل بعدی زره‌های ضد‌گلوله ‌ باز می‌کند تا امکان مطالعه برخوردهای با سرعت زیاد در فضا و جو فوقانی (اخترفیزیک) را فراهم کند.پروفسور بن گولت توضیح داد: «کار ما بر روی پروتئین تالین، که ضربه‌گیر طبیعی سلول‌ها است، نشان داده است که این مولکول حاوی یک سری حوزه‌های سوئیچ دوتایی است که تحت کشش باز می‌شوند و پس از افت تنش دوباره تا می‌شوند. این پاسخ به نیرو به تالین خاصیت جذب شوک مولکولی آن را می‌دهد و از سلول‌های ما در برابر اثرات تغییرات نیروی بزرگ محافظت می‌کند. هنگامی که ما تالین را به یک TSAM پلیمریزه کردیم، متوجه شدیم که خاصیت جذب شوک مونومرهای تالین باعث ایجاد خواص باورنکردنی به این ماده شده است.این تیم در ادامه کاربرد دنیای واقعی TSAM را نشان داد و این ماده هیدروژل را در معرض ضربه‌های مافوق صوت با سرعت 1.5 کیلومتر بر ثانیه (3400 مایل در ساعت) قرار داد - سرعتی سریع‌تر از برخورد ذرات موجود در فضا به اجسام طبیعی و ساخته دست بشر (معمولاً بیش از 1 کیلومتر در ثانیه) و سرعت پوزه از سلاح گرم - که معمولا بین 0.4-1.0 کیلومتر در ثانیه (900-2200 مایل در ساعت) است. علاوه‌بر‌این، این تیم کشف کرد که TSAM ها نه‌تنها می‌توانند ضربه ذرات بازالت (حدود 60 میکرومولار قطر) و قطعات بزرگ‌تر ترکش‌های آلومینیومی را جذب کنند، بلکه این پرتابه‌ها را پس از برخورد نیز حفظ می‌کنند.زره بدن کنونی متشکل از یک صورت سرامیکی است که توسط یک کامپوزیت تقویت شده با الیاف، سنگین و دست‌و‌پا گیر است. همچنین، در حالی که این زره در مسدود کردن گلوله‌ها و ترکش‌ها مؤثر است، انرژی جنبشی را که می‌تواند منجر به ضربه‌های بی‌نقص پشت زره شود، مسدود نمی‌کند. علاوه‌بر‌این، این شکل از زره اغلب پس از ضربه به طور غیر ‌قابل‌ برگشت آسیب می‌بیند، زیرا یکپارچگی ساختاری به خطر می‌افتد و از استفاده بیشتر جلوگیری می‌کند. این امر ادغام TSAMها در طرح‌های زره‌های جدید را به یک جایگزین بالقوه برای این فناوری‌های سنتی تبدیل می‌کند، که زره سبک‌تر و بادوام‌تری ارائه می‌دهد که همچنین از پوشنده در برابر طیف وسیع‌تری از آسیب‌ها از جمله آسیب‌های ناشی از ضربه محافظت می‌کند.علاوه‌بر‌این ، توانایی TSAMها در ضبط و حفظ پرتابه‌های پس از تأثیر آن باعث می‌شود که آن در بخش هوافضا کاربرد داشته باشد، در جایی که نیاز به مواد تخلیه کننده انرژی برای امکان جمع‌آوری مؤثر بقایای فضا، گرد و غبار فضایی و میکرومتوروئیدها برای مطالعه علمی بیشتر وجود دارد. علاوه‌بر‌این، این پرتابه‌های گرفته شده طراحی تجهیزات هوافضا را تسهیل می‌کند، ایمنی فضانوردان و طول عمر تجهیزات پرهزینه هوافضا را بهبود می‌بخشد. در اینجا TSAM ها می‌توانند جایگزینی برای آئروژل‌های استاندارد صنعتی - که به دلیل افزایش دما ناشی از برخورد پرتابه ممکن است ذوب شوند، ارائه دهند.پروفسور جن هیسکوک گفت: «این پروژه از همکاری بین رشته‌ای بین زیست‌شناسی بنیادی، شیمی و علم مواد که منجر به تولید این کلاس جدید شگفت‌انگیز از مواد شده است، به وجود آمد. ما در مورد امکانات بالقوه ترجمه TSAM برای حل مشکلات دنیای واقعی بسیار هیجان‌زده هستیم. این چیزی است که ما با حمایت همکاران جدید در بخش‌های دفاعی و هوافضا به طور فعال در حال انجام تحقیقات در مورد آن هستیم.»این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات تکنولوژی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است. در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.