Popular science work
英國肯特大學(xué)團隊創(chuàng)造了一種新的減震材料并獲得了專利，這種材料可徹底改變國防和行星科學(xué)領(lǐng)域。這種新型的基于蛋白質(zhì)的材料家族被命名為踝蛋白沖擊吸收材料（TSAM），代表了已知的第一個能夠吸收超音速射彈沖擊力的合成生物學(xué)材料，為開發(fā)下一代防彈裝甲和彈丸捕獲材料打開了大門，從而能夠研究太空和高層大氣中的超高速撞擊。該研究發(fā)表在最近的bioRxiv預(yù)印本網(wǎng)站上。
研究人員解釋說，對細(xì)胞天然減震器踝蛋白（Talin）的研究表明，該分子包含一系列二元開關(guān)結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域在張力下打開，并在張力下降后再次折疊。這種對力的反應(yīng)使踝蛋白具有分子減震特性，保護人體細(xì)胞免受較大力量的影響。將踝蛋白聚合成TSAM時，踝蛋白單體的減震特性賦予了材料令人難以置信的性能。
研究團隊展示了TSAM的實際應(yīng)用，這種水凝膠材料經(jīng)受住了1.5公里/秒的超音速撞擊，這要比太空粒子撞擊自然和人造物體的速度（通常大于1公里/秒）以及槍口速度（通常在0.4—1.0公里/秒間）都要快。該團隊還發(fā)現(xiàn)TSAM不僅可吸收玄武巖顆粒（直徑約60微米）和較大的鋁彈片的沖擊，還可在沖擊后保存這些顆粒和碎片。
目前的防彈衣通常由陶瓷面和纖維增強復(fù)合材料組成，這種材料既笨重又不方便。雖然這種裝甲可有效阻擋子彈和彈片，但無法阻擋可能導(dǎo)致裝甲后方鈍傷的動能。此外，這種形式的裝甲在撞擊后通常會受到不可逆轉(zhuǎn)的損壞，因為結(jié)構(gòu)完整性受損會阻止進一步使用。
如果將TSAM結(jié)合到新的裝甲設(shè)計中，或可成為這些傳統(tǒng)技術(shù)的替代品，提供更輕、更耐用的裝甲，保護穿戴者免受更廣泛的傷害，包括由沖擊引起的損害。
TSAM在撞擊后捕獲和保存射彈的能力也使其適用于航空航天領(lǐng)域，該領(lǐng)域需要能量耗散材料來有效收集空間碎片、空間塵埃和微流星體以供進一步研究。捕獲的射彈有助于設(shè)計航空航天設(shè)備，提高宇航員的安全性和昂貴的航空航天設(shè)備的使用壽命。
來源：科技日報
