Pequeno, Cubos de plástico impressos em 3D, com intrincados vazios fractais embutidos neles, provaram ser eficazes na dissipação de ondas de choque, potencialmente levando a novos tipos de blindagem leve e materiais estruturais eficazes contra explosões e impactos.

“O objetivo do trabalho é manipular as interações das ondas resultantes de uma onda de choque, "disse Dana Dattelbaum, um cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e autor principal de um artigo que aparecerá na revista AIP Advances . "Os princípios orientadores de como fazer isso não foram bem definidos, certamente menos em comparação com a deformação mecânica de materiais manufaturados aditivamente. Estamos definindo esses princípios, devido ao avançado, fabricação e design de mesoescala. "

Os materiais de dispersão por ondas de choque que tiram vantagem dos vazios foram desenvolvidos no passado, mas normalmente envolviam distribuições aleatórias descobertas por tentativa e erro. Outros usaram camadas para reverberar ondas de choque e liberação. O controle preciso da localização dos orifícios em um material permite que os pesquisadores projetem, modelar e testar estruturas que funcionam conforme projetado, de forma reproduzível.

Os pesquisadores testaram suas estruturas fractais disparando um impactador a aproximadamente 670 milhas por hora. Os cubos estruturados dissiparam os choques cinco vezes melhor do que cubos sólidos do mesmo material.

Embora eficaz, não está claro se a estrutura fractal é o melhor design de dissipação de choque. Os pesquisadores estão investigando outros padrões baseados em vazio ou interface em busca de estruturas ideais para dissipar choques. Novos algoritmos de otimização guiarão seu trabalho para estruturas fora daquelas que consistem em repetindo estruturas. As aplicações potenciais podem incluir suportes estruturais e camadas de proteção para veículos, capacetes, ou outra proteção vestível por humanos.

A pesquisa será publicada na edição de julho de 2020 da AIP Advances , no artigo "Dissipação de ondas de choque por estruturas porosas dominadas pela interface, "por D.M. Dattelbaum et al.