Американские ученые изобрели практически «воздушный металл»

Группа американских ученых под руководством Тобиаса Шедлера (Tobias Schaedler) создала сверхлегкий материал из металла. Одна из особенностей материала — упорядоченная структура молекул, ведь раньше подобные материалы появлялись при случайном расположении молекул и более крупных частиц и были не очень прочными.

Эксперимент легкого металла (Dan Little/HRL Laboratories LLC)

Эксперимент легкого металла (Dan Little/HRL Laboratories LLC)

Новый материал напоминает губку. Такая металлическая «губка» способна полностью восстанавливать свою форму даже при сжатии ее по одной из осей на 50 %. Правда, после первого сжатия устойчивость к давлению падает примерно на 10%, но в последующие циклы сжатия-разжатия показатель уже практически не меняется. Первооткрыватели металлической «губки» объясняют такие ее свойства трехмерной восьмиугольной конструкцией, благодаря которой нагрузка равномерно распределяется по всей площади материала. Кстати, такая конструкция позволяет нивелировать еще один недостаток — хрупкость фосфор-никелевого сплава. Один узел нового материала может выдержать давление в 2 миллиона атмосфер (а это лишь в 2 раза меньше, чем у алмаза), не испытывая при этом сильной деформации.

Изготовление «воздушного» металла проходит в три этапа. На первом этапе на каждую сторону бруска из фоточувствительного полимерного материала, испаряющегося при ультрафиолетовом облучении, накладывается специальный трафарет, который пропускает свет только в определенных точках поверхности. Размер отверстия можно сделать любым. В итоге, получается не брусок, а набор из множества соединенных друг с другом октаэдров — правильных восьмигранников.

На втором этапе ученые покрывают образовавшиеся выемки сплавом никеля и фосфора химическим способом. Такое покрытие превращает отверстия в полимерной заготовке в частокол из полых металлических трубочек. В зависимости от продолжительности никелирования, частоту этих «трубочек» можно легко изменять.

На заключительном, третьем, этапе брусок покрывают специальным растворителем и извлекают «губку».

Всего ученые создали несколько моделей «губок» с различной толщиной трубочек. Изучение этих моделей позволило узнать, что устойчивость к давлению повышается вместе с ростом плотности материала. Однако, если трубочки слишком толстые, то такие «губки» по свойствам больше похожи на обычный металл и не восстанавливают форму после сжатия.

По мнению американских ученых, результат их исследование лишь первый шаг для дальнейшего изучения поведения металлов в разных структурных конфигурациях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *