Форум "Наука"

Вчера, сегодня, завтра...

#0 Galenfea © 16.05.07 20:31:58 - 21.05.07 12:24:48

Высокие технологии - лёгкая защита

Технология не стоит на месте, и постоянно появляются новые, более совершенные материалы. Последним достижением технологии стало появление мотошлемов из углеволокна.

Легкие и прочные шлемы из этого материала стали выбором многих мотоциклистов, заботящихся о своей безопасности и комфортабельности. Но всегда ли углеволокно будет оставаться высокотехнологичным материалом?

Уже сейчас разработаны материалы, которые по многим характеристикам превосходят углеволокно. Одним из таких материалов является D3O, созданный фирмой 3DOLabs.

Из этого ультра легкого и защищающего от ударов материала были сделаны первые шлемы, получившие название Ribcap. В настоящее время этими шлемами пользуются лыжники и сноубордисты. Но не далек тот день, когда из этого материала начнут делать и мотошлемы.

Преимущества новой технологии очевидны. Мотошлемы станут очень легкими и гибкими, наподобие капюшона или кепки. Они не будут давить на голову и вызывать чувство неудобства и усталости. Но в случае аварии материал мгновенно твердеет и рассеивает энергию удара, отсюда и название - "жидкий" шлем.

Первоначально такой материал был разработан в лабораториях армии США и использовался для защиты тела. Защита, изготовленная из такого материала, абсолютно не сковывает движения, она очень легкая, но при ударе мгновенно становится жесткой и даже может остановить пулю.

Волшебные перчатки
Новый материал d3o, разработанный компанией с одноименным названием, обладает поистине уникальными свойствами. В обычном состоянии этот полимер гибок и эластичен, но стоит его подвергнуть резкому воздействию, как менее чем за сотую долю секунды он твердеет и остается в этом состоянии до тех пор, пока воздействие не закончится. После этого он возвращается в свое исходное состояние. Процесс превращения очень похож на кристаллизацию, когда свободные молекулы под воздействием тех или иных физических процессов объединяются в правильную кристаллическую решетку. В случае с d3o «кристаллизация» происходит в момент удара, часть энергии которого расходуется как раз на структурное преобразование материала. Совместная работа специалистов d3o и компании Sells, известного производителя амуниции для голкиперов, привела к созданию уникальных аксессуаров. Новые перчатки Contour d3o и щитки на голень d3o Pro Pad пройдут боевое крещение уже на этом чемпионате мира. Стало известно, что в этой защите будут играть вратари сборных Польши Ежи Дудек и Англии — Роберт Грин. В новых перчатках Sells полимер d3o находится на тыльной стороне ладони и прикрывает костяшки. Пока вратарь ловит мяч, мягкие эластичные вставки не мешают ему, но если приходится выбивать мяч кулаком, они твердеют всего за 10 миллисекунд, защищая руки от травм и формируя твердую платформу для удара. Этот же принцип используется и в щитках для голени. По результатам проведенных испытаний, новые d3o Pro Pad обеспечивают отличную защиту ноги и превосходят стандартные образцы не только по удобству, но и по поглощению энергии удара.

#1 Galenfea © 16.05.07 20:32:32

Интересно, как это они так работают?

#2 Deep © 16.05.07 23:09:11

В случае с d3o «кристаллизация» происходит в момент удара, часть энергии которого расходуется как раз на структурное преобразование материала.
Это в какойто мере объясняет это маленькое "чудо". Да такое может быть, но меня вот больше интересует вопроос о том КАК они до этого докопались? Ну не методом же перебора? А чистом виде такой материал наверняка не существует.

Ведь теоретически можно предположить что угодно, и даже кое-как обосновать. Но как это получить? Например, можно предположить что существует жидкий материал умеющий сохранять приданую ему форму, оставаясь при этом жидким. Т.е. можно доказать на бумаге существавоние такого материала. Но вот КАК его получить!

#3 Galenfea © 16.05.07 23:58:52

Дык, это уже химия, наверное. Для начала заиметь адекватную модель, затем поиграться с параметрами, исследовать поведение модели при определённых условиях, как то столько-то электронов на орбите, такая-то начальная скорость, такая-то структура материала и т. д. а затем попробовать это воплотить в физической модели.
Честно, говоря не знаю. Но могу предположить сказанное выше, а как уж на самом деле... наверное всё гораздо сложнее.

#4 Galenfea © 17.05.07 00:01:40

часть энергии которого расходуется как раз на структурное преобразование материала

> Это в какойто мере объясняет это маленькое "чудо".

Не объясняется почему это происходит во время удара и каким образом достигается такая скорость преобразования... что за такие свойства у материала? Что в нём происходит в момент удара?

Повышается температура? Нарушается изначальная структура? Что служит сигналом к началу "кристализации"?

#5 Зашел © 17.05.07 04:30:23

Детали не вполне ясны, но видимо грубо картину можно обрисовать так:

Мячик в ямке, стенки у ямки высокие. Если мячик пнуть - он закатится на стенку, но положение неустойчивое и он в итоге скатится. Так похоже и тут - энергетическая ямка при текщих условиях окружающей среды - именно такое полужидкое состояние, а более высокие энергетические состояния - состояния кристализации. Получив энергию извне, составляющие материал структуры переходят в более высокое энергетическое состояние, а потом с них медленно скатываются.

Хотя черт его знает - как они будут вести себя при нагреве. Возможно такая структуризация - это результат прохождения волн уплотнения, а скорость звука в твердых и жидких телах высока - порядка нескольких км/с. Информации мало - можно только медитировать.

#6 Kortez © 21.05.07 12:14:41

мне вот только непонятно: если эта штука на голове окаменеет, как потом оттуда голову доставать

#7 Galenfea © 21.05.07 12:20:40

В комплекте поставляется кирка ;)

Видимо она потом размягчается. Не голова, каска.
И с перчатками тоже.

отправлено с мобилки

#8 Deep © 21.05.07 12:24:48

> #6 Kortez ©
похоже она не может окаменеть на совсем, "окаменелость" здесь кратковременное явление вызванное энергией удара. Энергия устаканилась -- окаменелость пропала. Подучается, чтоб она не пропадала, надо постоянно стучать молотком по такой каске.

Написать ответ