В поиске инновационных материалов, в том числе и бронирующих, учёные с завидной регулярностью обращаются за вдохновением к природе. К примеру, недавно исследователи научились производить экологичную альтернативу кевлару, воспроизводя структуру зубов морских блюдечек, а в 2019 году инженеры нашли способ имитировать мембрану североатлантического омара для создания гибкой брони. Теперь же команда механобиологов и материаловедов из Кентского университета разработала первый в истории образец бронирующего SynBio-материала TSAM на базе белка, способный останавливать снаряды, летящие на сверхзвуковой скорости.

Исследователи из Кентского университета взяли за основу инновационной брони TSAM естественные амортизирующие способности белка под названием талин, отсюда и название материала – Talin Shock Absorbing Material. В организме человека талин локализуется в клеточной мембране, цитоплазме, цитосклете и пр., где он выполняет функцию естественной амортизации. В частности, учёные обнаружили, что молекулы талина содержат серию доменов (элементов структуры белка), которые реагируют на колебания давления извне. Таким образом данный протеин защищает наши клетки от деформации.

Для создания TSAM учёные полимеризовали талин, воспроизведя его амортизирующие свойства в синтетическом материале. В ходе тестов исследователи обнаружили, что данный материал способен поглощать удары снарядов, передвигающихся со скоростью 1,5 км/с – в глубине диапазона сверхзвуковых скоростей. По словам механобиологов, это значительно быстрее снарядов большинства видов огнестрельного оружия, которые обычно передвигаются со скоростью 0,4-1 км/с, а также быстрее большинства объектов, беспорядочно летающих в космосе (~1 км/с). Учёные оценили эффективность TSAM против широкого спектра поражающих элементов, начиная от крошечных базальтовых частиц размеров менее 100 мкм и заканчивая довольно крупными кусками алюминиевой шрапнели. Любопытной особенностью данного SynBio-материала является тот факт, что, в отличие от большинства других бронирующих материалов, он поглощает силу удара, не нарушая целостности «снаряда». Благодаря этому его можно будет использовать, например, для улавливания космического мусора с целью его дальнейшего изучения.

Исследователи утверждают, что TSAM поглощает кинетическую энергию пуль и шрапнели лучше актуальных бронирующих материалов из керамических и волоконных композитов. Они уверены, что в будущем данный материал можно будет интегрировать в броню нового поколения, которая будет более лёгкой и стойкой. Кроме того, помимо оборонной отрасли, материаловеды видят перспективу его применения в аэрокосмической сфере, например, в составе защитного оборудования как для астронавтов, так и для космических аппаратов. К тому же, возможно, специалисты найдут способ использовать подобный материал и в бытовых сферах, например, в составе защитных чехлов для разнообразной электроники.