Impact tolerant bioinspired materials
Fecha
2020
Autores
Estrada Hernández, Susana María
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Editor
Universidad Eafit
Resumen
In highly demanding applications, such as sports protective gear and personal body
armor, there is a growing demand for lightweight materials able to absorb impact energy
while being flexible to allow easy movement to the user. These requirements are generally
challenging for typical engineered materials since increased mechanical strength is usually
associated with reduced flexibility and increased weight. Fortunately, this dichotomy has
been successfully surpassed by natural armor through millions of years of evolution.
Through biomimetics, this dissertation sought to introduce the functional principles of
segmented natural armor into synthetic devices obtaining a family of cost-efficient
materials with enhanced protection and flexibility. Remarkably, these bioinspired materials
exhibited a minimum increase of weight enabling its implementation in personal protection
applications.
Descripción
En aplicaciones como equipo deportivo o blindaje personal, hay una demanda creciente de materiales livianos, flexibles y con capacidad de absorber energía de impacto. Esta combinación de requerimientos es generalmente atípica en materiales de ingeniería, sin embargo, la naturaleza ha logrado superar esta dicotomía a través de procesos evolutivos que han tomado miles de millones de años. Este trabajo describe algunos de los principios funcionales que subyacen el extraordinario desempeño de los sistemas de protección natural, incluyéndolos en la fabricación de materiales resistentes al impacto. Notablemente, los materiales bioinspirados resultantes exhiben un aumento significativo en la protección y la flexibilidad con un mínimo de aumento en el costo y el peso. Por lo tanto, se visiona que los materiales bioinspirados descritos aquí pueden implementarse para desarrollar la próxima generación de materiales de alto rendimiento resistentes al impacto.