Forskning kortlægger supermateriales styrke og svagheder
Forestil dig et fløjlsblødt stof, som er ganske let, men samtidig stærkt nok til at kunne stoppe en kugle. Det er ca. beskrivelsen af ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), et super-plastmateriale kommercielt kendt som Dyneema eller Spectra, der allerede er ved at overtage for para-aramid-fibermaterialet kevlar i bl.a. skudsikre veste og andet mandskabspanser.
Men der er god brug for supermaterialet til mange andre applikationer, og derfor har forskere nu opstillet guidelines og fejlmekanisme-diagrammer for stoffets anvendelse ved samlinger med stålbolte, anført af ph.d. og civilingeniør på Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet, Simon Skovsgård, og professor Norman Fleck ved University of Cambridge.
Resultaterne er netop publiceret i the International Journal of Solids and Structures.
”De tests vi lavede, viste, at materialet begyndte at deformere ved boltsamlingerne, men fibrene gik ikke i stykker. Det er interessant i forhold til andre populære kompositmaterialer, som eksempelvis kulfiber, der pludselig springer. Her kan vi godt trække materialet fra hinanden, men at bryde fibrene er virkelig svært,” siger Simon Skovsgård.
UHMWPE består af ekstremt lange kæder af det termoplastiske kunststof polyethylen (PE). Og det er netop de lange kæder, der styrker stoffets intermolekylære interaktioner og gør materialet i stand til at overføre stressbelastning effektivt til polymerskelettet.
Det betyder, at UHMWPE har en utrolig høj trækstyrke sammenlignet med mange andre termoplastiske kunststoffer, og det betyder også, at materialet er langt stærkere end stål i fiberretningen. Trækstyrken for højstyrkestål er ca. 900 MPa, men for at bryde fibrene i UHMWPE kræves omkring 3000 MPa.
”UHMWPE fiberplader er en samling af disse utroligt stærke fibre. Forsøger man at trække i fibrene, er det nærmest umuligt at trække fra hinanden, men vrider man i materialet, er det blødt. Den kombination gør det nemt for stoffet at optage energi,” siger Simon Skovsgård.
De nye forskningsresultater er godt nyt for den kommercielle brug af UHMWPE, som i stigende grad introduceres i bl.a. skibsindustrien, til containere, reb og net, og som panser for køretøjer og tekstilindustrien. Indtil nu har man nemlig ikke haft erfaring med brugen af stoffet i samlinger med andet materiale.
Nøgleord
Kontakter
Ph.d. Simon Skovsgård
Mail: sphs@eng.au.dk
Forskningsprofil:
https://pure.au.dk/portal/da/persons/id(849e1fa5-82c0-4637-84e8-98b97688306b).html
Billeder
Links
Information om Aarhus Universitet Technical Sciences
Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet
Institut for Ingeniørvidenskab blev etableret i 2011 og samler i dag Aarhus Universitets forskningsaktiviteter inden for det teknisk videnskabelige område: Biological and chemical engineering, Civil and architectural engineering, Electrical and computer engineering og Mechanical engineering, hvor der bliver undervist af forskere med basis i allernyeste viden for at bygge Danmarks nye elite ingeniørvidenskabelige miljø.
Som en del af en større strategisk satsning på det teknisk videnskabelige område åbnede Aarhus Universitet i 2019 tre nye 5-årige civilingeniøruddannelser. Endnu en uddannelse åbner i 2020. Målet er at uddanne ingeniører, som kan udvikle den højteknologi, der er nødvendig for at løse vores største globale udfordringer.
Følg pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aarhus Universitet Technical Sciences
DCE bringer satellitter længere ind i miljøovervågningen1.5.2024 09:31:07 CEST | Pressemeddelelse
Aarhus Universitet tilbyder hjælp til brug af europæiske satellitdata og går i dialog med amerikanske myndigheder om overvågningen af miljø og natur.
Stor energiudvikler går sammen med forskere fra Aarhus Universitet om biodiversitet og miljø1.5.2024 08:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Gæs og grøn energi skal kunne eksistere side om side i projektet Viborg Go Green i Vinge ved Viborg. En samarbejdsaftale i millionklassen og ansættelsen af en ph.d. skal sikre, at projektet og andre tilsvarende projekter kan udvikles under iagttagelse af gældende fuglebeskyttelsesregler.
Sjældne gæs står i vejen for den grønne omstilling1.5.2024 08:00:00 CEST | Pressemeddelelse
En gruppe sjældne gæs overvintrer på én bestemt mark ved Viborg, hvor kommunen og en virksomhed har planer om at opføre en energi-park. Men hvordan flytter man en stædig gås, der ikke gider lette rumpetten?
Orme kan gøre fiskeopdræt langt grønnere29.4.2024 08:47:42 CEST | Pressemeddelelse
Et nyt forskningsprojekt skal udvikle masseproduktion af orme, der kan erstatte både kosttilskud og vaccinere fiskene tidligere end hidtil. Noget, der gør opdræt mere effektivt og dermed nedsætter CO2-aftrykket.
Forsker: Aktivistiske enkeltindivider spænder ben for den forskning, der kan sikre dyrevelfærd26.4.2024 08:42:45 CEST | Pressemeddelelse
Når aktivistiske enkeltindivider tilskudsfodrer heste i naturpleje og chikanerer dyreholderne, spænder de ben for den forskning, der skal sikre netop den velfærd, de hævder at gå op i.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum