Naukowcy z Brown School of Engineering na Uniwersytecie Rice prowadzą prace badawcze nad polimerami tworzącymi tzw. tubulany – teoretyczne struktury usieciowanych nanorurek węglowych. Spośród różnych cech, mają one charakteryzować się niezwykłą wytrzymałością. Pulickel Ajayan – naukowiec z Rice, odkrył że tubulany można symulować jako skalowane bloki polimerowe stworzone przy wykorzystaniu technologii przyrostowych. Okazuje się że doskonale sprawdzają się w tłumieniu pocisków wystrzelonych z broni palnej. Odkrycie może doprowadzić do powstania struktur o dowolnym rozmiarze, które dzięki temu że powstaną na drukarkach 3D, mogą mieć różne i dedykowane do danej aplikacji właściwości mechaniczne.
Tubulany zostały opracowane jako koncept teoretyczny w 1993 roku przez chemika Raya Baughmana z Uniwersytetu Texas w Dallas, w USA i fizyka Douglasa Galvão z Uniwersytetu Stanowego Campinas w Brazylii. Absolwent wspomnianego Uniwersytetu Rice – Seyed Mohammad Sajadi, stworzył symulacje komputerowe różnych bloków tubulanów, a następnie wydrukował je na drukarkach 3D z polimerów. Następnie wydruki zostały poddane siłom miażdżącym i pędzącym – wybrane próbki okazały się nawet 10 razy lepsze w zatrzymywaniu wystrzelonego pocisku niż cały blok tego samego materiału.
Pociski zostały wystrzelone z prędkością 5,8 km na sekundę. W przypadku struktur tubulanowych, kula utknęła na poziomie drugiej warstwy wydrukowanego modelu, tymczasem w bloku pęknięcia rozprzestrzeniły się na całej strukturze. Testy przeprowadzono także w prasie laboratoryjnej.
Według Sajadi’ego, tubulanowe struktury z metalu, ceramiki i polimerów mogą być są ograniczone jedynie rozmiarem obszaru roboczego drukarki 3D. Optymalizacja konstrukcji może prowadzić do uzyskania lepszych materiałów do zastosowań cywilnych, lotniczych, motoryzacyjnych, sportowych, produkcji opakowań, czy aplikacji biomedycznych.
Źródło: www.rice.edu