الزي الرسمي الذي يعمل كمعدات الوقاية الشخصية، وبدلات رواد الفضاء المرنة ولكنها مقاومة لتأثير الجسيمات، هما من التطبيقات الممكنة للمواد المركبة الجديدة التي تم تطويرها في التخنيون
الزي الرسمي المضاد للرصاص، وبدلات رواد الفضاء المقاومة للنيازك الدقيقة، هما من التطبيقات الممكنة للمواد الجديدة التي تم تطويرها في كلية هندسة الطيران والفضاء في التخنيون. ذكرت ذلك مجلة سوفت ماتر. تم تطوير هذه المواد من قبل الأستاذ المشارك ستيفان روديتش، عضو هيئة التدريس. ووفقا له: "المرونة والقوة هما صفتان متضادتان، كلما زادت إحداهما خسرت الأخرى. بشكل عام هذا صحيح، ولكن في بحثي أحاول إنشاء مواد تكون مرنة وقوية في نفس الوقت (من حيث النفاذية)."
البروفيسور المشارك ستيفان روديتش متخصص في إنشاء المواد المركبة اللينة - وهو فرع محدد من هندسة المواد. بدأ حياته المهنية كمنظر، لكن التعرض لعالم الطباعة ثلاثية الأبعاد -في مرحلة ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا- جعله أقرب إلى العالم التجريبي. ويقول: "فجأة، أصبح بإمكاني إنتاج المواد التي أصممها، ومن ثم التحقق مما إذا كانت خصائصها تتوافق مع توقعاتي النظرية. وحتى الآن، ومع هذه المواد المرنة ولكنها مقاومة نسبيًا للاختراق، يمكنني تجربة النماذج التي أطبعها." وهو يتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حتى اليوم، وفي البحث الحالي.
جاء البروفيسور المشارك روديتش إلى التخنيون كعضو في هيئة التدريس مباشرة من مرحلة ما بعد الدكتوراه. وقد تم بالفعل نشر أبحاثه في مجلات رائدة، على سبيل المثال Physical Review Letters. تم نشر المقال الجديد في Soft Matter. ويشرح قائلاً: "كلما فهمنا العلاقة بين التركيب الجزيئي للمادة وخصائصها على المستوى الكلي بشكل أفضل، كلما تمكنا من التحكم بشكل أفضل في الوظائف التي نستخرجها منها - الأطوال الموجية، والمرونة، والتيار الكهربائي، وما إلى ذلك". يقوم بتطوير مواد جديدة مرنة وقوية مستوحاة من الأسماك. "إن السمكة مخلوق مرن، إلا أنها محمية بقشور صلبة. و"سرها" هو الدمج بين الحراشف والأنسجة الرخوة تحتها، وهذا ما حاولت تقليده هنا. تتكون المواد التي أصممها أيضًا من طبقتين - إحداهما ناعمة ("الجسم") والأخرى ("القشور") وهي "الدرع". وهذه هي الطريقة التي يتم بها تحقيق نفس الميزة المتكاملة (مرونة الحماية) التي تهمنا."
وعندما سئل عن التطبيقات المحتملة، تحدث بحذر شديد. "مهمتي ليست تطوير التطبيقات، بل تصميم المادة نفسها، وتركيزي الآن هو تحسين المادة. إذا كنا لا نزال نتحدث عن تطبيق، على سبيل المثال، عن بدلات رواد الفضاء المرنة المقاومة للضرب بالجسيمات (النيازك الدقيقة)، فإن مناطق معينة من القماش (منطقة الصدر) لا تحتاج إلى مرونة، وهو أمر ضروري للغاية في مناطق أخرى مثل المرفق."
من المهم بالنسبة له أن يوضح أن التناقض بين المرونة والقوة لا يمكن القضاء عليه بالكامل، ولكن من الممكن "اللعب" بالعلاقة المتبادلة بينهما - المقايضة. "لقد تمكنت من زيادة قوة المادة 40 مرة، وفي نفس الوقت تقليل المرونة 5 مرات فقط، وهذا يفتح الكثير من الاحتمالات. إذا تحدثنا عن الزي الموحد، فالفكرة هي إنشاء نسيج مصمم خصيصًا (مصمم خصيصًا)، وفقًا لبنية جسم المستخدم وبالطبع وفقًا للظروف المتوقعة منه. وفي حالة الحاجة إلى الحماية من الإشعاع، يمكن إضافة طبقة مرشح."
وهو يقوم حاليًا باختبار المواد "الخاصة به" في اختبارات ثابتة، أي عن طريق الضغط ببطء على قضيب. ويأمل في المستقبل أن يصل إلى اختبارات ديناميكية، أي للأجسام التي ستصطدم بالمادة بسرعة -مثل مقذوف أو نيزك صغير- وفحص النتائج.
