Il giro, liscio e cangiante, le perle sono tra i gioielli più squisiti del mondo; Ora, queste gemme stanno ispirando un progetto di ricerca dell'esercito americano per migliorare l'armatura militare.

Imitando il rivestimento esterno delle perle (madreperla, o come è più comunemente noto, madreperla), ricercatori dell'Università di Buffalo, finanziato dall'Ufficio Ricerche dell'Esercito (ARO), ha creato una plastica leggera che è 14 volte più forte e otto volte più leggera (meno densa) dell'acciaio e ideale per assorbire l'impatto di proiettili e altri proiettili.

ARO è un elemento del laboratorio di ricerca dell'esercito del comando di sviluppo delle capacità di combattimento dell'esercito degli Stati Uniti.

I risultati della ricerca sono pubblicati sulla rivista Materiali polimerici applicati ACS , e la sua precedente pubblicazione in J. Fis. chimica. Lett.

"Il materiale è rigido, forte e tenace, " ha detto il dottor Shenqiang Ren, docente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, un membro del RENEW Institute dell'Università di Buffalo, e l'autore principale del documento. "Potrebbe essere applicabile ai giubbotti, caschi e altri tipi di armature per il corpo, così come armature protettive per navi, elicotteri e altri veicoli".

La maggior parte del materiale è una versione truccata del polietilene (la plastica più comune) chiamata polietilene ad altissimo peso molecolare, o UHMWPE, che viene utilizzato per realizzare prodotti come fianchi artificiali e plettri per chitarra.

Quando si progetta l'UHMWPE, i ricercatori hanno studiato la madreperla, che i molluschi creano disponendo una forma di carbonato di calcio in una struttura che ricorda i mattoni ad incastro. Come madreperla, i ricercatori hanno progettato il materiale per avere un guscio esterno estremamente resistente con un supporto interno più flessibile in grado di deformare e assorbire i proiettili.

"Il lavoro del professor Ren che progetta UHMWPE per migliorare notevolmente la forza d'impatto può portare a nuove generazioni di armature leggere che forniscono protezione e mobilità per i soldati, " ha detto il dottor Evan Runnerstrom, responsabile del programma, progettazione dei materiali, ARO. "In contrasto con l'armatura in acciaio o ceramica, UHMWPE potrebbe anche essere più facile da fondere o modellare in forme complesse, fornendo una protezione versatile per i soldati, veicoli, e altri beni dell'esercito."

Questo è ciò che è noto come armatura morbida, in cui materiali morbidi ma a trama fitta creano quella che è essenzialmente una rete molto forte in grado di fermare i proiettili. KEVLAR è un esempio ben noto.

Il materiale sviluppato dal team di ricerca ha anche un'elevata conduttività termica. Questa capacità di dissipare rapidamente il calore lo aiuta ad assorbire l'energia di proiettili e altri proiettili.

Il team ha ulteriormente sperimentato l'UHMWPE aggiungendo nanoparticelle di silice, scoprendo che minuscoli frammenti della sostanza chimica potrebbero migliorare le proprietà del materiale e potenzialmente creare un'armatura più forte.

"Questo lavoro dimostra che i giusti approcci alla progettazione dei materiali hanno il potenziale per avere un grande impatto per le tecnologie dell'esercito, "Ha detto Runnerstrom.