Новий матеріал такий же твердий, як титан, і в п’ять разів легше його.

121

(Щоб не читати статтю – можете подивитися відео)

Вчені розробили новий матеріал, такий же міцний, як титан, але в чотири-п’ять разів легше його. Матеріал був заснований на нікелі з використанням нанотехнологій.

Матеріал, розроблений дослідниками з Університету Пенсільванії, Університету Іллінойсу і Університету Кембриджу, був побудований з нікелевих листів з так званими нанорозмірними пазами. нанопор, які роблять його таким самим довговічним, як титан, але набагато легше його.

Розроблений дослідниками пористий метал нагадує матеріали, створені природою, наприклад, дерево. Отже, інженери дали йому назву «металеве дерево». Так само, як пористість деревини виконує біологічну функцію переносу енергії, також можна використовувати порожній простір в «металевому дереві».

Результати досліджень були опубліковані в Наукових звітах »

Заповнення порожнього простору матеріалами анода і катода дозволило б матеріалу виконати два завдання. Він може бути використаний в якості матеріалу для створення крила літака або протеза ноги, і в той же час може бути батареєю.

Властивості матеріалів залежать від того, як розташовані їхні атоми. Випадкові дефекти, що виникають в процесі виробництва, означають, що матеріали мають тільки таку сильну частку, якою теоретично вони можуть бути. Навіть найкращі природні метали мають недоліки в організації атомів, які обмежують їх міцність. Блок з титану, в якому кожен атом був би ідеально вирівняний зі своїми сусідами, був би в десять разів міцніше, ніж те, що може бути вироблено в даний час.

Ефективний інженер, що працює в масштабі окремих атомів, може позбутися від дефектів і створити матеріал, який має ще краще співвідношення міцності та ваги. Цей підхід був використаний авторами нової публікації.

«Причиною, по якій ми називаємо наш матеріал« металеве дерево », є не тільки його щільність, але і клітинна природа», – сказав Джеймс Пікуль з Університету Пенсільванії. – Стільникові пористі матеріали. Якщо ви подивитеся на дерево, що ви можете побачити? Частини, які є товстими і щільними і призначені для підтримки всієї структури, але є також частини, які є пористими і призначені для підтримки біологічних функцій, таких як транспортування. Структура нашого матеріалу схожа. У нас є товсті і щільні ділянки з міцними металевими стійками і пористі ділянки з повітряними зазорами », – додав він.

Пікуль і його колеги розробили спеціальний метод отримання нового матеріалу. Близько 70 відсотків «Металеве дерево» – це порожній простір. Щільність цього матеріалу, отриманого на основі нікелю, надзвичайно мала по відношенню до його міцності. При густині рівній густині води, цегла, виготовлений з цього матеріалу, буде плавати на його поверхні.

Жоден з матеріалів, використовуваних для виробництва металевого дерева”, не є особливо дорогим. На жаль, цього не можна сказати про інфраструктуру, необхідної для роботи на його виробництві. Тепер перед вченими стоїть завдання відтворити цей процес у більш великих розмірах, тому що тепер зроблена квадратна сантиметрова плівка матеріалу.

Коли вчені зможуть виробляти більшу кількість «металевого дерева», стане можливим проведення макромасштабных випробувань. Краще розуміння міцнісних властивостей є ключовим. – Ми, наприклад, не знаємо, чи буде наша металева деревина згинатися, як метал, або ламатися, як скло. Так само, як випадкові дефекти титану обмежують його загальну міцність, ми повинні краще зрозуміти, як недоліки “металевого дерева” впливають на його загальні властивості “, додав він.

Джерело і фото: Пенсільванський університет