Новый материал на основе белка может выдерживать сверхзвуковые удары

Исследователи из Кентского университета пошли по этому пути и разработали синтетические материалы на основе белков, способные выдерживать сверхзвуковые удары и которые, по их мнению, однажды найдут применение в военных и космических отраслях.

Творение команды использует уникальные свойства белка в качестве отправной точки. Команда Кентского университета изучила естественные амортизирующие способности белка таллина, и использовала его для создания семейства гидрогелевых материалов TSAM (Talin Shock Absorbing Materials).

«Наша работа над белком таллином, который является естественным амортизатором клеток, показала, что эта молекула содержит серию бинарных доменов-переключателей, которые открываются при напряжении и снова восстанавливаются, когда напряжение падает», — объяснил автор исследования профессор Бен Гулт. «Эта реакция на силу придает талину его молекулярные амортизирующие свойства, защищая наши клетки от последствий больших изменений силы. Когда мы полимеризовали таллин в TSAM, то обнаружили, что амортизирующие свойства мономеров таллина придают материалу невероятные свойства».

В ходе испытаний новый материал команды доказал способность поглощать удары снарядов, летящих со скоростью 1,5 км (0,93 мили) в секунду, глубоко в границах сверхзвуковой скорости, которая начинается с 1 Маха — около 343 метра в секунду. Команда отмечает, что это намного быстрее, чем снаряды в огнестрельном оружии, которые летят со скоростью от 0,4 до 1 км (от 0,24 до 0,62 мили) в секунду.

Амортизирующие способности были продемонстрированы против различных снарядов, начиная от крошечных частиц базальта, измеряемых в микрометрах, и заканчивая более крупными кусками алюминиевой шрапнели. Полезным отличием по сравнению с традиционными материалами для бронежилетов, по мнению команды, является то, что TSAM сохраняют снаряды после удара. Это может сделать их пригодными для захвата космического мусора для изучения и разработки скафандров и другого защитного оборудования в аэрокосмической отрасли.

Исследователи также говорят, что материалы могут поглощать кинетическую энергию пуль и осколков лучше, чем современные материалы для брони, сделанные из керамики и композитов, армированных волокном. Таким образом, интеграция материалов в броню следующего поколения может сделать ее легче, долговечнее и обеспечить лучшую защиту от тупых травм.

«Мы очень рады потенциальным трансляционным возможностям TSAM для решения реальных проблем», — сказал профессор Джен Хискок. «Мы активно проводим исследования при поддержке новых сотрудников в оборонном и аэрокосмическом секторах».