Hledání nové generace pancéřových materiálů pravidelně vede vědce do říše přírody, kde se inspirují zajímavými možnostmi od hlemýždích ulit až po mořské houby. Vědci z univerzity v Kentu se vydali po těchto stopách a vyvinuli skupinu syntetických materiálů na bázi bílkovin, které jsou schopné odolat nadzvukovým nárazům a které podle nich jednou najdou využití ve vojenských a vesmírných aplikacích.
Materiály pro extrémní rozptyl energie jsou nezbytné pro celou řadu aplikací. Vojenské a policejní složky potřebují balistické brnění, aby zajistily bezpečnost svých zaměstnanců, zatímco letecký průmysl vyžaduje materiály, které umožňují zachycení hyperrychlých střel. Přizpůsobením molekuly talinu a spojením velkého počtu těchto molekul dohromady vytvořili vědci materiál TSAM ((Talin Shock Absorbing Materials) podobný gelu zvaný aerorogel, který zachovává vlastnosti přirozeného proteinu pohlcujícího nárazy.
„Naše práce na proteinu talinu, který je přirozeným tlumičem nárazů v buňkách, ukázala, že tato molekula obsahuje řadu binárních přepínacích domén, které se pod napětím otevírají a po poklesu napětí se opět skládají,“ vysvětlil autor studie profesor Ben Goult a dále uvedl: „„Tato reakce na sílu dává talinu jeho molekulární tlumící vlastnosti, které chrání buňky před účinky velkých silových změn. Když jsme polymerizovali talin do této podoby, zjistili jsme, že vlastnosti talinových monomerů absorbovat nárazy propůjčují materiálu neuvěřitelné vlastnosti.”
Testování prokázalo, že nový materiál je schopen absorbovat nárazy střel letících rychlostí 1,5 km za sekundu, tedy hluboko v oblasti nadzvukových rychlostí, které začínají na Mach 1. Tým uvedl, že je to mnohem větší rychlost než u běžných střel, které se pohybují rychlostí 0,4 až 1 km za sekundu, a dokonce rychleji než většina částic letících vesmírem, které obvykle překračují rychlost 1 km za sekundu. Tento materiál je tak vhodný nejen v defence sektoru, ale i v kosmických aplikacích.
Současné neprůstřelné vesty se obvykle skládají z keramické čelní strany podložené kompozitem vyztuženým vlákny. Tato balistická ochrana je sice účinná při blokování střel a střepin, ale neblokuje jejich kinetickou energii, která může nositele zranit, či usmrtit i bez průniku projektilu. Kromě toho je tato stávající forma pancíře po nárazu často nevratně poškozena kvůli narušené strukturální integritě, což znemožňuje další použití. Proto je začlenění TSAM do nových konstrukcí pancířů potenciální alternativou k těmto tradičním technologiím, která poskytuje lehčí a trvanlivější pancíř, jenž zároveň chrání uživatele před širší škálou zranění včetně těch způsobených nárazem.
Schopnost TSAM zachytit a uchovat střely po nárazu je navíc použitelná v kosmickém odvětví, kde je potřeba materiálů rozptylujících energii, které by umožnily účinný sběr kosmického smetí, kosmického prachu a mikrometeoroidů pro další vědecké studium. Jako střely při testování TSAM byly použity sférické částice čediče o velikosti 20-70 µm, vystřelené jako broky, aby došlo k simulaci dopadu vesmírného smetí. V tomto případě by TSAM mohly být alternativou ke standardním materiálům, které se vlivem zvýšené teploty v důsledku nárazu projektilu mohou roztavit.
O novém materiálu na bázi hydrogelu se vyjádřil Eric S. Hintz, historik z Lemelsonova centra pro studium vynálezů a inovací ve Smithsonově národním muzeu americké historie jako o velmi slibném: „Matka příroda je úžasná designérka a je vždy zajímavé, když vědci a inženýři dokáží najít nové využití pro struktury, které jsou všude kolem nás.”
