Ein Forscherteam der University of Kent in Canterbury, England, hat ein Protein namens Talin verwendet, das als „natürlicher Stoßdämpfer der Zelle“ fungiert, um ein neues stoßdämpfendes Material zu schaffen, das in der Lage ist, Projektile zu stoppen, die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen, ohne sie zu zerstören sie dabei.
Die Entwicklung von Materialien zur Verbesserung der Wirksamkeit von Rüstungen ist keine ausschließliche Aufgabe der Militärs der Welt. Stoßdämpfende Materialien haben auch in anderen Bereichen Vorteile. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden sie von entscheidender Bedeutung sein, da wir unsere Präsenz im Weltraum weiter ausbauen, wo selbst winzige Partikel, die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen, erhebliche Schäden an Raumfahrzeugen anrichten können. Auch andere Forscher können von Durchbrüchen auf diesem Gebiet profitieren, insbesondere diejenigen, die Experimente mit Hochgeschwindigkeitsprojektilen durchführen, die schließlich sicher gestoppt werden müssen.
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Das derzeitige Design von Panzerungen und Materialien zum Aufhalten von Projektilen verwendet eine Mischung aus Keramik und faserbasierten Komponenten, die übereinander geschichtet sind und ein Hochgeschwindigkeitsobjekt effektiv daran hindern, direkt durch sie hindurchzugehen, aber am Ende einen Großteil der kinetischen Energie des Projektils übertragen auf das gepanzerte Fahrzeug oder die Person, was häufig zu nicht tödlichen Verletzungen führt. Diese Materialien neigen auch dazu, während des Prozesses zerstört zu werden, sodass sie nach jedem Gebrauch ersetzt werden müssen. Diese neue Forschung bringt uns der Lösung der einzigartigen Herausforderungen bei der Entwicklung stoßdämpfender Materialien einen Schritt näher.
Auf molekularer Ebene hat Talin eine Struktur, die sich unter Spannung entfaltet, um Energie abzubauen, und sich danach wieder zusammenfaltet, sodass es immer wieder Stöße absorbieren kann und die Zellen widerstandsfähig gegen äußere Kräfte hält. Wenn das Protein mit anderen Inhaltsstoffen kombiniert und zu einem TSAM (oder Talin Shock Absorbing Material) polymerisiert wurde, blieben diese einzigartigen stoßdämpfenden Eigenschaften erhalten.
Um die Wirksamkeit von TSAMs zu testen, setzten die Forscher sie Einschlägen von Basaltpartikeln (mit einer Größe von etwa 60 µM oder ungefähr dem Durchmesser eines menschlichen Haares) und später größeren Aluminiumsplittern aus, die sich mit 1,5 Kilometern pro Sekunde fortbewegten. Das sind über 3.300 Meilen pro Stunde und dreimal schneller als die Geschwindigkeit einer Neun-Millimeter-Kugel, die aus einer Handfeuerwaffe abgefeuert wird. Der Aufprall der Partikel wurde nicht nur vollständig vom TSAM-Material absorbiert, sondern die Partikel selbst wurden dabei nicht zerstört.
Die Größe dieser Testmaterialien bedeutet, dass die Partikel nicht so viel Energie in die TSAMs einbrachten wie ein Projektil, das von etwas wie einem Panzer abgefeuert würde, aber es hilft, ihr Potenzial zu demonstrieren. Schließlich sind die Forscher zuversichtlich, dass das Hydrogel in leichtere tragbare Rüstungen für Soldaten integriert werden könnte, die die Energie eines Aufpralls besser absorbieren und gleichzeitig ihre stoßdämpfenden Fähigkeiten behalten, selbst nachdem sie ein Leben gerettet haben.
Es wäre möglicherweise sogar noch nützlicher für die Luft- und Raumfahrtindustrie, sowohl zum Schutz von Raumfahrzeugen als auch für die Forschung mit Weltraumschrott, Staub und Mikrometeoroiden, die eingefangen werden könnten, ohne dabei zerstört zu werden. Natürlich wären die eingefangenen Mikrometeroiden leichter zu untersuchen als eine Handvoll dezimierter Staub. Viel wichtiger für regelmäßige Leser von Gizmodo ist jedoch, wie dieses neue Material in Smartphone-Hüllen integriert werden kann, wodurch unsere teuren Investitionen so langlebig und widerstandsfähig werden wie die nahezu unzerstörbaren Nokia-Handys von vor Jahren.
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