Slijpschijf bijt zich stuk op Proteus (afb: beeld uit filmpje van het Fraunhoferinstituut voor gereedschapsmachines)

De inspiratie van de onderzoekers uit Duitsland en Engeland kwam kennelijk van de pompelmoes en de schelp. Het daaruit voortspruitende lichtgewicht materiaal (Proteus gedoopt) is gemaakt van keramische bolletjes in een cellulaire aluminiumstructuur dat in tests door geen slijpschijf is ‘kapot’ te krijgen. Ook een diamantboor heeft geen schijn van kans. Eindelijk is het ideale antidiefstalslot te maken voor fietsen? Hoe zit het met de betonschaar?
Voorbeeld voor de onderzoekers waren de taaie schil van de pompelmoes en de keiharde, breukbestendige schelpen van weekdieren. Zeeoren, een groep zeeslakken, hebben een schelp die bestaat uit tegels die verbonden zijn door een soort lijm die de constructie onbreekbaar maakt. Voor hun onverwoestbare materiaal gebruikten de onderzoekers keramisch materiaal (aluminiumoxide) en een aluminiumschuim. Het materiaal is sterk, licht en niet kapot te krijgen. Dan denk je natuurlijk aan fietssloten, scherfvesten en andere beschermingszaken voor mensen die met snij- en hakgereedschap werken.
Stefan Szyniszewski van de universiteit van Durham (Eng): “We waren geïntrigeerd door de manier waarop de schil van een pompelmoes en de tegelstructuur van weekdierschelpen schade voorkomt aan de vrucht en de weekdieren, ondanks dat ze bestonden uit relatief zwakke organische bouwstenen. Die structuren gaven ons het idee voor het keramisch/metallische materiaal, dat is gebaseerd op de dynamische wisselwerking. Als je daar een kracht op uitoefent reageert dat heel anders dan een passieve weerstand.”

Gelei met klontjes

Een staafje Proteus (afb: Scientific Reports)

“Je zou ons materiaal kunnen zien als een gelei met klontjes. Als je door de gelei snijdt of boort dan stuit je op die klontjes waardoor het materiaal zo vibreert dat het de slijpschijf of boor vernielt. Het keramiek dat is ingebed in dit flexibele materiaal bestaat ook uit zeer kleine deeltjes die verstijven en weerstand bieden aan de slijpschijf of boor net zoals een zandzak een kogel tegenhoudt. Ik ken geen ander materiaal zoals dit.”

Zijn medeonderzoekster Miranda Anderson van de universiteit van Stirling legt uit hoe de naam werd bedacht. “In 1605 vergeleek Francis Bacon natuurlijke materialen met Proteus die steeds van gedaante veranderde en hij zei dat we door proeven de metamorfische kwaliteiten van materialen kunnen ontdekken.” Er is inmiddels een patent aangevraagd en de onderzoekers hopen bedrijven te interesseren voor dit onverwoestbare materiaal.

Bron: phys.org