Пластмассовая паутина надёжно защитит дисплеи от ударов

Команда Политехнической школы Монреальского университета (Канада) продемонстрировала нововведение, открывающее путь для создания небьющихся пластиковых корпусов. Структура, изготовленная с использованием аддитивного производства, поглощает почти всю энергию удара, не ломаясь.

Разработчики черпали своё вдохновение в природе, точнее в удивительной способности паучьих сетей противостоять ударам запутавшихся в них насекомых, благодаря наличию на молекулярном уровне «жертвенных звеньев» внутри самих белков шёлка.

В статье, опубликованной в 2015 году, команда профессора Фредерика Госслена (Frédérick Gosselin) сформулировала принципы производства таких волокон. Свежая статья в Cell Reports Physical Science показывает, как эти волокна ведут себя, будучи переплетёнными в виде паутины.

С помощью 3D-принтера, авторы «переплели» серию поликарбонатных волокон толщиной менее 2 мм, а затем повторили процесс в перпендикулярном направлении, прежде чем вся паутина затвердела.

Кольца, образованные расплавленным пластиком, после затвердевания превращаются в «жертвенные звенья», которые придают волокну дополнительную прочность. «Когда происходит удар, эти звенья поглощают энергию и разрываются, чтобы сохранить общую целостность волокна — подобно белкам шёлка», — объясняет Госселин.

Внедрив ряд паутин в прозрачные полимерные пластины, авторы провели ударные испытания, в ходе которых пластиковые образцы рассеивали до 96% энергии удара без разрушения, сохраняя общую целостность пластин.

По словам профессора Госслена, это заимствованное у природы решение может привести к появлению нового типа пуленепробиваемых стёкол, более прочных пластмассовых корпусов и экранов смартфонов. Также пластиковая паутина может быть использована в авиастроении в качестве защитного покрытия для авиационных двигателей.