นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างและจดสิทธิบัตรวัสดุดูดซับแรงกระแทกแบบใหม่ที่สามารถปฏิวัติทั้งภาคการป้องกันและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์

ชื่อ TSAM (Talin Shock Absorbing Materials) กลุ่มวัสดุใหม่ที่มีโปรตีนเป็นพื้นฐานนี้เป็นตัวอย่างแรกที่รู้จักของวัสดุ SynBio (หรือชีววิทยาสังเคราะห์) ที่สามารถดูดซับแรงกระแทกของโพรเจกไทล์เหนือเสียงได้ มันเปิดประตูสู่การพัฒนาเกราะกันกระสุนรุ่นต่อไปและวัสดุดักจับโพรเจกไทล์ เพื่อให้สามารถศึกษาผลกระทบของความเร็วสูงในอวกาศและบรรยากาศชั้นบน (ฟิสิกส์ดาราศาสตร์)

• บทความอื่น ๆ : reedrohrer.com

ศาสตราจารย์ Ben Goult อธิบายว่า “งานของเราเกี่ยวกับโปรตีนทาลินซึ่งเป็นตัวดูดซับแรงกระแทกตามธรรมชาติของเซลล์ได้แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลนี้มีชุดของโดเมนสวิตช์แบบไบนารีซึ่งเปิดภายใต้ความตึงเครียดและพับกลับอีกครั้งเมื่อความตึงเครียดลดลง การตอบสนองต่อแรงนี้ทำให้ทาลินมีคุณสมบัติในการดูดซับแรงกระแทกระดับโมเลกุล ปกป้องเซลล์ของเราจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของแรงขนาดใหญ่ เมื่อเราพอลิเมอร์ทาลินเป็น TSAM เราพบว่าคุณสมบัติการดูดซับแรงกระแทกของโมโนเมอร์ทาลินทำให้วัสดุมีคุณสมบัติที่น่าทึ่ง”

ทีมงานได้สาธิตการใช้งาน TSAMs ในโลกแห่งความเป็นจริง โดยให้วัสดุไฮโดรเจลนี้มีความเร็วเหนือเสียง 1.5 กม./วินาที (3,400 ไมล์ต่อชั่วโมง) ซึ่งเป็นความเร็วที่เร็วกว่าอนุภาคในอวกาศที่กระทบทั้งวัตถุธรรมชาติและวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้น (โดยทั่วไป > 1 กม. /s) และความเร็วปากกระบอกปืนจากอาวุธปืน ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.4-1.0 กม./วินาที (900-2,200 ไมล์ต่อชั่วโมง) นอกจากนี้ ทีมงานค้นพบว่า TSAMs ไม่เพียงแต่สามารถดูดซับแรงกระแทกของอนุภาคหินบะซอลต์ (เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 60 µM) และชิ้นส่วนของเศษอะลูมิเนียมที่ใหญ่กว่าเท่านั้น แต่ยังสามารถรักษากระสุนปืนเหล่านี้หลังการกระแทกได้อีกด้วย

ชุดเกราะในปัจจุบันมักจะประกอบด้วยหน้าเซรามิกที่เสริมด้วยไฟเบอร์เสริมแรง ซึ่งหนักและเทอะทะ นอกจากนี้ แม้ว่าชุดเกราะนี้จะมีประสิทธิภาพในการกันกระสุนและเศษกระสุน แต่ก็ไม่ได้กันพลังงานจลน์ซึ่งอาจทำให้หลังเกราะบอบช้ำได้ นอกจากนี้ เกราะรูปแบบนี้มักจะเสียหายอย่างไม่สามารถแก้ไขได้หลังจากการกระแทก เนื่องจากความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ถูกบุกรุก ทำให้ไม่สามารถใช้งานต่อไปได้ สิ่งนี้ทำให้การรวม TSAMs เข้ากับการออกแบบชุดเกราะใหม่ซึ่งเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพสำหรับเทคโนโลยีดั้งเดิมเหล่านี้ โดยมอบชุดเกราะที่เบากว่าและใช้งานได้ยาวนานกว่า และยังปกป้องผู้สวมใส่จากการบาดเจ็บที่หลากหลาย รวมถึงการบาดเจ็บที่เกิดจากการกระแทก

นอกจากนี้ ความสามารถของ TSAM ในการดักจับและเก็บรักษาขีปนาวุธหลังการชนทำให้สามารถนำไปใช้ในภาคการบินและอวกาศ ซึ่งมีความจำเป็นสำหรับวัสดุที่กระจายพลังงานเพื่อให้เก็บเศษขยะอวกาศ ฝุ่นอวกาศ และอุกกาบาตขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพต่อไป การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ โพรเจกไทล์ที่จับได้เหล่านี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการออกแบบอุปกรณ์การบินและอวกาศ ปรับปรุงความปลอดภัยของนักบินอวกาศและอายุการใช้งานที่ยาวนานของอุปกรณ์การบินและอวกาศที่มีราคาแพง ในที่นี้ TSAM สามารถให้ทางเลือกแทนแอโรเจลมาตรฐานอุตสาหกรรม ซึ่งมีแนวโน้มที่จะละลายเนื่องจากอุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการกระแทกของโพรเจกไทล์

ศาสตราจารย์เจน ฮิสค็อก กล่าวว่า “โครงการนี้เกิดขึ้นจากความร่วมมือระหว่างสหวิทยาการระหว่างชีววิทยาพื้นฐาน เคมี และวัสดุศาสตร์ ซึ่งส่งผลให้เกิดการผลิตวัสดุประเภทใหม่ที่น่าทึ่งนี้ เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการแปลที่เป็นไปได้ของ TSAM เพื่อแก้ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริง นี่คือสิ่งที่เรากำลังดำเนินการวิจัยอย่างจริงจังโดยได้รับการสนับสนุนจากผู้ทำงานร่วมกันรายใหม่ในภาคการป้องกันและการบินและอวกาศ”