Я нашел предыдущий вопрос об использовании хитина гигантских насекомых для изготовления оружия и доспехов, но ответ упустил то, что я рассматривал для средневекового фэнтезийного сеттинга, который я разрабатываю. Ответ предполагал, что куски хитина вряд ли будут соответствовать форме гуманоидной расы и должны быть скреплены вместе в нечто вроде ламеллярной брони.
Что я хотел исследовать, так это возможность изменять форму кусков хитина из этих гигантских насекомых, что позволит сделать правильно подобранный набор доспехов (а также больше стилей, чем просто выглядеть как существо, из которого были собраны материалы). .)
Может быть, что-то вроде алхимического процесса, который делает его гибким на короткое время, позволяя ему формироваться. Это также могло позволить сформировать несколько частей и склеить их вместе, чтобы сделать более толстую часть брони. Я предполагаю, что более низкая плотность может сделать его полезным для легкой брони. Вероятно, не так хорошо, как набор стальных пластин.
Мой вопрос: если бы хитин был увеличен до формы, из которой можно было бы сделать пригодный для использования бронежилет, был бы он полезен в бою? Как он будет сочетаться с другими видами доспехов средневекового периода? По крайней мере, будет ли он полезен в качестве альтернативной брони людям в регионах, где доступ к металлу ограничен? Или им будет лучше с другими материалами, такими как шкура и дерево?
Уточнение: я знаю, что гигантские насекомые обычно не могут существовать. Это фэнтезийный сеттинг, поэтому я не слишком беспокоюсь об этом. Меня просто интересуют механические свойства самого хитина и его полезность в качестве брони.
Твердый ответ: хитин очень тяжелый.
Причина, по которой мы не сталкиваемся с гигантскими насекомыми в реальном мире, заключается в том, что экзоскелеты слишком тяжелые. Закон куба-квадрата гласит, что даже маленькое существо может поддерживать экзоскелет. . . .
. . . существо в 5 раз длиннее имеет в 125 раз тяжелее панцирь, но прочнее всего лишь в 25 раз. Вот почему мы получаем крупных членистоногих только в море, где вода делает за них часть подъема.
Самыми ранними формами сложной жизни были членистоногие и моллюски. У обоих тяжелые снаряды. Это главная причина, по которой позвоночные лучше себя чувствовали на суше.
Редактировать: Как уже отмечалось, еще одним ограничением гигантских насекомых является то, что они не используют легкие и не могут перекачивать кислород глубоко в тело.
Чтобы сделать вашу хитиновую броню реалистичной , вы должны сначала решить проблему с реалистичными гигантскими насекомыми.
В противном случае я предлагаю шерстяные доспехи.
Это называется гамбезон. Это большое неудобное шерстяное одеяло, довольно устойчивое к рубящим ударам (особенно от зазубренного оружия), но не настолько колющее. Как вы думаете, вы могли бы одним взмахом прорезать одеяло на своей кровати? Думал, что нет.
Исторически гамбезоны носили под металлическими доспехами, но также и сами по себе, поскольку металл был дорогим.
Может быть, вы могли бы сделать шлем из нескольких слипшихся крупных крабов или насекомых? Это было бы довольно тяжело по сравнению с его защитной ценностью, но это всего лишь шлем, а не полное покрытие тела.
Мягкий ответ: Конечно
Если бы я занимался этим, я бы сказал, что метод заключается в измельчении насекомых/улиток/крабовых панцирей и использовании некоторых секретных ингредиентов для приготовления клейкой пасты, которая затем пропитывается тканью. Он образует пластичный, но воздухопроницаемый слой, гораздо менее липкий, чем гамбезон, и лучше защищает от проколов.
из того, что я получил от Google, хитин - хороший материал для композита, я не знаю химии или как создавать композитную броню, но, может быть, это поможет?
предупреждение, как я упоминаю, я ничего не знаю о химии, и я могу в конечном итоге дать ссылку или процитировать вводящую в заблуждение информацию. так что положите соль в то, что я положил здесь.
из: https://en.wikipedia.org/wiki/Читин
Химия, физические свойства и биологическая функция
Структура хитина была определена Альбертом Хофманном в 1929 г. [3].
Хитин — модифицированный полисахарид, содержащий азот; он синтезируется из звеньев N-ацетил-D-глюкозамина (точнее, 2-(ацетиламино)-2-дезокси-D-глюкозы). Эти звенья образуют ковалентные β-(1→4)-связи (аналогично связям между звеньями глюкозы, образующими целлюлозу). Таким образом, хитин можно описать как целлюлозу, в которой одна гидроксильная группа в каждом мономере заменена на ацетиламиновую группу. Это позволяет увеличить водородные связи между соседними полимерами, придавая хитин-полимерной матрице повышенную прочность.
В чистом, немодифицированном виде хитин прозрачен, податлив, упруг и достаточно прочен. Однако у большинства членистоногих он часто видоизменяется, встречаясь в основном как компонент композитных материалов, таких как склеротин, дубленый белковый матрикс, который формирует большую часть экзоскелета насекомых. В сочетании с карбонатом кальция, как в панцирях ракообразных и моллюсков, хитин образует гораздо более прочный композит. Этот композиционный материал намного тверже и жестче, чем чистый хитин, и более прочен и менее хрупок, чем чистый карбонат кальция.[4] Еще одно различие между чистыми и сложными формами можно увидеть, сравнив гибкую стенку тела гусеницы (в основном хитин) с жестким легким надкрыльем жука (содержащим большую долю склеротина) [5].
В чешуе крыльев бабочки хитин организован в виде стопок гироидов, построенных из фотонных кристаллов хитина, которые производят различные радужные цвета, служащие фенотипической передачей сигналов и коммуникацией для спаривания и поиска пищи. Сложная конструкция хитинового гироида в крыльях бабочки создает модель оптических устройств, обладающих потенциалом для инноваций в биомимикрии. Жуки-скарабеи рода Cyphochilus также используют хитин для образования чрезвычайно тонких чешуек (толщиной от пяти до пятнадцати микрометров), которые диффузно отражают белый свет. Эти чешуйки представляют собой сети беспорядочно упорядоченных нитей хитина диаметром в сотни нанометров, которые служат для рассеивания света. Считается, что многократное рассеяние света играет роль в необычной белизне чешуи. Кроме того, некоторые социальные осы, такие как Protopolybia chartergoides,
Хитозан производится в промышленных масштабах путем деацетилирования хитина; хитозан растворим в воде, а хитин — нет.[10]
Нанофибриллы были сделаны с использованием хитина и хитозана.[11]
и по этой ссылке, касающейся нанофибрилл: https://nanografi.com/blog/целлюлоза-нанофайбер-также-известный-ас-целлюлоза-нанофибрил/
Нановолокно целлюлозы (CNF), которое иногда также называют нанофибриллой целлюлозы, включает наноцеллюлозы наряду с бактериальной наноцеллюлозой (BNC), нанокристаллами целлюлозы (CNC).
Несмотря на то, что BNC и NCC обладают рядом уникальных свойств, преимущество целлюлозного нановолокна (по сравнению с BNC и NCC) заключается в его биоразлагаемом характере, низкой плотности, высоких механических свойствах, экономической ценности и возобновляемости. Нанофибриллированную целлюлозу можно производить в больших промышленных масштабах с различными функциональными группами и с помощью множества привлекательных для промышленности процессов. Наноцеллюлозные материалы и, в частности, целлюлозное нановолокно вызывают огромный интерес благодаря множеству исключительных свойств и возможности производить материалы из множества устойчивых ресурсов.
Нанофибриллированная целлюлоза обладает выдающимися внутренними механическими свойствами благодаря своей высокой кристалличности (высокая удельная жесткость и прочность), привлекательным размерам в наноразмерах и большой площади поверхности, подходящей для химической функционализации. Нанофибриллированная целлюлоза позволяет формировать чистую нанобумагу или может быть интегрирована в биоинспирированные нанокомпозиты, что обеспечивает превосходные многофункциональные свойства. Целлюлозное нановолокно становится возобновляемым и устойчивым сырьем для будущих высокоэффективных материалов на биологической основе с экологически безопасным характером.
Некоторые характеристики целлюлозного нановолокна:
Целлюлозные нановолоконные пленки обладают превосходными газонепроницаемыми свойствами, а также было показано, что на них меньше влияет степень расслоения, если достигнут порог барьера.
Кристаллическая структура наноцеллюлозы состоит из упакованного массива игольчатых кристаллов. Эти кристаллические структуры невероятно прочны, и их значение прочности почти в восемь раз выше, чем у нержавеющей стали. Таким образом, наноцеллюлоза может стать идеальным строительным материалом для будущих исследований бронежилетов. Наноцеллюлоза гибкий, прозрачный, легкий и прочный материал, поэтому легко может заменить пластик или стекло.
Cellulose Nanofiber is used in Absorbent Aerogels. Cellulose Nanofiber is used in Flexible Screens. Cellulose Nanofiber is used in Flexible Batteries. Cellulose Nanofiber is used in Biofuel Industry. Cellulose Nanofiber is used in Body Armor Applications.
Также по ссылке L.Dutch в комментарии вы также можете превратить хитин в многослойную чешуйчатую броню за пределами ламеллярной, о которой вы уже упоминали, которая, как я понимаю, считается аналогичной или более гибкой кожной броней.
От обычных соображений (хитин тяжелый, поэтому организмы с хитиновой броней не станут такими большими) можно отмахнуться, даже не прибегая к фэнтезийному сеттингу. Например, существа, живущие под водой, могут нести больший вес, а в биоме с высоким содержанием кислорода дыхание в стиле насекомых проще и действует на больших расстояниях. Даже если мы не получим организмы в масштабе, позволяющем использовать хитиновые секции размером с нагрудник, оружейники могут многого добиться с помощью хитиновой чешуи и слоистости.
Я не знаю, насколько это было бы полезно в качестве больших и прочных тарелок. Несмотря на то, что это сильный барьер, есть много практических вопросов. Самый большой из них, о котором я могу подумать, это то, что его нельзя починить — его нельзя расплавить и перековать, приварить заплату или сделать что-то еще. Вам останется только заменить деталь. Чешуйчатая броня не имеет такого же недостатка, так как вы можете заменить поврежденные участки.
Зачем беспокоиться? (как вариант, оно того стоит)
Это не должно быть язвительным вопросом. Это будет полезная броня только в том случае, если она может обеспечить приемлемую защиту за счет усилий, времени и материалов, которые выгодны по сравнению с другими вариантами. Метод, подобный алхимии, делает это очень трудным для оценки (или, наоборот, более легким для утверждения, так как это, в первую очередь, фантазийная техника!).
Насколько я помню из своих курсов биохимии, хитин — это полисахарид (сахар, хотя, конечно, не столовый сахар) с особенно малым углом вращения, что делает его очень устойчивым к растворителям, таким как вода. Вы вообще не сможете работать с хитином, как с металлом или кожей, поэтому алхимия, которая делает это возможным, — это то, что вы себе представляете, и оно работает так, как вы себе представляете, что должно работать.
Имея это в виду, становятся важными вторичные эффекты гигантского хитина. Если это облегчает работу с хитином, может ли это привести к тому, что броня потеряет свои самые важные свойства, если распылить ее на бойцов во время боя? Даже если его можно обработать, сколько времени и усилий требуется, чтобы сделать комплект хитиновых доспехов по сравнению с другими вариантами, такими как кольчуга, полная пластина, деревянная броня, вареная кожа или стеганая броня? Если броня так хороша, то как люди убивают насекомых, уже покрытых ею, и почему человеку в ней лучше?
Вкратце: если ему можно придать форму подходящей брони для человека, это, вероятно, будет лучше, чем отсутствие брони во многих ситуациях. Насколько он будет полезен, зависит от того, насколько лучше он работает, чем следующий лучший вариант, доступный для людей, которые будут его создавать, и насколько больше или меньше усилий он требует, чем следующий лучший вариант. И даже в этом случае практические соображения могут сделать тарелку менее желательной, чем другие варианты, такие как шкала.
Это все фантазия, так что вы точно сможете придумать ситуацию, в которой хитиновая броня будет практичным выбором, и ситуацию, в которой это лучший выбор . Но подобная ситуация будет иметь меньше общего с хитином, чем со всеми доступными вариантами, не связанными с хитином.
Это должно работать, не здорово, но полезно.
Теперь он не будет таким прочным, как металлические доспехи, мало что, но он будет таким же прочным, как настоящие изношенные доспехи, такие как бумага, лакированное дерево и кожаные доспехи. Интересно, что хитин на самом деле значительно прочнее при сушке, поэтому правильная обработка может сделать его более жестким.
Он легкий, по плотности близок к алюминию. Его конечная прочность на растяжение довольно плохая (80 МПа в сухом состоянии), но не хуже, чем у акриловой пленки (70 МПа), из которой вы все еще можете сделать пригодную для использования броню. Он легче (по плотности), чем бронза или железо, выбранные металлы для доспехов, с большим отрывом. Основная проблема заключается в том, что его сопротивление кручению — дерьмо, сравнимое с полиэтиленом, поэтому вам нужна приличная толщина, чтобы принести пользу (но у любых земных хитиновых организмов будет такая толщина), но это означает, что на самом деле он не легче металлической брони (но вряд ли тяжелее) при преформе гораздо хуже.
Но если у вас есть раса, у которой нет доступа к металлической броне, ее можно было бы использовать, хотя и не очень прочную. Люди делали настоящие доспехи из худших материалов. Если вы не найдете кусок идеального размера, вы, вероятно, смотрите на чешуйчатую броню, сделанную из вырезанных частей, хотя возможно найти части, которые можно разрезать до идеального размера для защиты рук или ног.
Думайте о масштабе, а не о тарелке.
Как отметили некоторые другие, хитин довольно легкий. Однако он также достаточно хрупок. Если кто-то ударит вас мечом, он скорее сколется и треснет, чем вмятина. Вам нужно много мелких деталей, чтобы ограничить степень этого растрескивания, что также дает большую гибкость в бою в качестве побочного эффекта. После боя ваши кузнецы просто заменят поврежденную чешуйку и броня будет как новая.
Ученики-алхимики могут ограничиваться сплющиванием хитина для массового изготовления чешуи для кузнецов, в то время как мастера могут формировать из него такие вещи, как шлемы и мечи, для которых нужен один толстый, твердый кусок, потому что чешуя не подходит для этих целей.
Из https://en.uesp.net/wiki/Morrowind:Хитин
Хитин — это разновидность легкой пластинчатой брони, состоящей из ламинирования нескольких слоев панцирей насекомых, склеенных органическими смолами. Дизайн превосходит западные кожаные доспехи, поскольку они легче и удобнее. Его легко найти по всему Вварденфеллу, но чаще всего его предпочитают племена эшлендеров. В книге «Лед и хитон» рассказывается о его пользе.
Хитиновое оружие аналогичным образом создается из ламинированных панцирей существ для производства прочного, но гибкого оружия, обычно зазубренного для создания более разрушительного края.
Хитин используется в других частях серии Elder Scrolls, возможно, стоит посмотреть, как он там работает.
Адриан Коломитчи
Ли Джун
Звудз
StephenG - Помощь Украине
Л.Датч
Закон квадрата-куба
Джон