Chèchè yo te travay depi lontan pou jwenn nouvo materyèl ki pi byen pwoteje kont twou gwo vitès, men li difisil pou konekte detay mikwoskopik nouvo materyèl pwomèt yo ak konpòtman aktyèl yo nan mond reyèl la.
Pou adrese pwoblèm sa a, chèchè nan Enstiti Nasyonal Estanda ak Teknoloji (NIST) te envante yon nouvo metòd ki itilize pwojektil lazè ak done pou ede predi pwopriyete mikwoskopik ak konpòtman materyèl sib yo, dapre yon atik nan ACS Applied Materials. & Entèfas, LaserMade.com konprann. Sa a se fè lè l sèvi avèk yon lazè gwo entansite pou voye yon mikropwojektil nan tou pre vitès la nan son nan yon materyèl sib, ki nan ka sa a se yon fim polymère ki reprezante materyèl la pike ki reziste yo dwe teste.
Echanj enèji ant patikil yo ak echantiyon materyèl tès la analize nan nivo mikwoskopik, ak Lè sa a, yo itilize yon metòd dekale pou predi rezistans materyèl la nan twou pa yon pwojektil pi gwo gwo enèji, tankou yon bal. Nan fason sa a, konbine tès ak analiz ak metòd dekale, syantis yo ka dekouvri nouvo materyèl ki reziste twou. Nouvo pwogram nan diminye bezwen pou yon seri long eksperyans laboratwa lè l sèvi avèk pi gwo pwojektil ak pi gwo echantiyon.
Chimis NIST Katherine Evans eksplike, "Lè ou etidye yon nouvo materyèl pou yon aplikasyon pwoteksyon, ak nouvo apwòch nou an, nou ka jwenn yon lide pi bonè sou si pwopriyete pwoteksyon li yo vo etidye."
Sentèz ti kantite yon nouvo polymère ka jistis woutin nan eksperyans laboratwa; defi a se ogmante kantite a pou teste rezistans twou li yo - materyèl ki fèt ak nouvo polymère sentetik kote dekale jiska kantite ase souvan enposib oswa Inposibl.
Pwoblèm nan tès balistik se ke gen de etap ou dwe pran nan fè nouvo materyèl, "te di Christopher Soles, yon enjenyè rechèch materyèl nan NIST. Ou bezwen sentèz yon nouvo polymère ke ou panse ki pi bon, epi Lè sa a, echèl li moute. nan nivo kilogram. Gwo reyalizasyon travay sa a se ke nou etonan te jwenn ke tès mikwobalistik yo ka ogmante ak lye ak tès nan mond reyèl la, gwo echèl."
Pandan etid la, chèchè yo te itilize metòd yo pou evalye plizyè materyèl, tankou konpoze vè balistik lajman itilize, nouvo nanokonpoze ak echantiyon materyèl grafèn.
Metòd tès la rele LIPIT, ki vle di "Laser Enduced Projectile Impact Test. Li itilize yon lazè pou tire yon mikropwojektil ki fèt ak silica oswa vè nan yon fim mens nan materyèl ki enterese a. Atravè ablasyon lazè, lazè a pwodui yon wo- onn presyon ki pouse materyèl mikropwojektil la nan echantiyon an.
Chèchè yo te premye itilize metòd la pou analize yon nanokonpoze ki rele polymère-gref nanopartikul polymethacrylate (npPMA) konpoze. Li konsiste de nanopartikul silica epi yo ka itilize nan yon pakèt aplikasyon, ki gen ladan vès bal. Yon lazè pouse mikwo-bal yo nan direksyon materyèl sib la nan vitès 100 a 400 mèt pou chak segonn, epi yo itilize yon kamera pou mezire enpak yo.
Chèchè yo konbine mezi yo te jwenn sou npPMA ak analiz matematik adisyonèl, ansanm ak done ki disponib sou materyèl ki soti nan literati rechèch la, pou gen rapò rezilta tès mikwo-ballast yo ak enpak la nan yon enpak pi gwo. Depi npPMA se yon nouvo materyèl ki pa fasil fabrike, yo te elaji analiz yo genyen ladan yo yon konpoze pi souvan itilize (polikarbonat), ki lajman itilize kòm vè bal.
Sèvi ak yon konbinezon de rezilta literati, analiz dimansyon ak metodoloji LIPIT a, chèchè yo te kapab demontre ke rezistans nan twou materyèl la gen rapò ak estrès maksimòm materyèl la ka kenbe tèt ak anvan ka zo kase (sa vle di, estrès echèk). Sa a defi konpreyansyon aktyèl la sou pèfòmans balistik, ki tipikman panse ki gen rapò ak fason vag presyon pase nan yon materyèl.
Nouvo metòd yo ka detèmine limit fòs yon materyèl, oswa konbyen estrès ak presyon li ka kenbe tèt ak, san yo pa dirèkteman mezire pwopriyete sa yo davans, ki ede optimize ki materyèl yo chwazi nan yon eksperyans. Sa a pèmèt yo eksplore materyèl tankou grafèn, ki sijere ke plizyè kouch fim mens nan materyèl la ta ka itilize pou aplikasyon ki reziste enpak, menm jan ak polymère pèfòmans-wo.
Pou pwochen etap la, chèchè yo planifye pou evalye pwopriyete balistik lòt nouvo materyèl epi etidye diferan kalite ak konfigirasyon. Yo pral tou varye gwosè mikrobomb yo epi elaji ranje vitès yo.
