понедельник, 19 декабря 2011 г.

Сделано из металла. Вес — отсутствует.

Ученые изобрели твердый материал легче воздуха. Самое низкоплотное в мире твёрдое тело отныне не кварцевый и даже не углеродный аэрогель, а металлическая конструкция, в которой пустоты занимают 99,99% объёма.

Исследователи из Калифорнии получили сложную пространственную структуру из никеля, которая по своей низкой плотности легко соперничает с любым твёрдым объектом.
С плотностью всего 0,9 мг/см3, этот материал в среднем в 100 раз легче, чем пенопласт, и легче аэрогеля из многослойных углеродных нанотрубок, который также называют «замороженным дымом" - с плотностью 4 мг/см3. Аэрогель в прошлом году был самым легким материалом, и вот – новый рекорд. Несмотря на то, что на 99,99 процентов новый материал состоит из воздуха, он может похвастаться впечатляющей прочностью и поглощением энергии, что делает его потенциально полезным для целого ряда применений.

Это меньше плотности воздуха при обычных условиях и, что примечательно, меньше, чем плотность любого известного аэрогеля (эти материалы до сих пор были самыми низкоплотными среди твёрдых объектов). Необычную решётку авторы создали, используя строительные леса из фоточувствительного полимера.  Из этого материала был сделан каркас, который затем покрыли тонким слоем металла. Далее полимер вытравили.

Оставшаяся 0,01 процента материала составляет микро-решетку из взаимосвязанных полых никель-фосфорных труб с толщиной стенки 100 нанометров, то есть в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Трубки соединены между собой в узлах решётки, формируя повторяющуюся структуру из звёздочек. Диаметр каждой такой трубки насчитывает несколько микрометров, длина — по нескольку миллиметров, а весь кусок материала в поперечнике занимает несколько сантиметров.

Новый материал проводит параллели с крупными структурами, такими как Эйфелева башня, которая является невероятно легкой по весу, благодаря своему иерархическому дизайну решетки.

Сверхлегкая микро-решетка материала построена по той же концепции, но в гораздо меньших масштабах. Толщина стенок полых трубок может быть измерена в нанометрах, диаметр каждой трубки в микронах, длина каждой трубки в миллиметрах, а всю микро-решетку в сантиметрах - или, когда-нибудь, в метрах, прогнозируют исследователи.

В дополнение к своей ультра-низкой плотности, микро-архитектура решетки нового материала дает ему чрезвычайно высокую способность поглощать энергию. А так же при надавливании на "сетку", трубки не ломаются, и конструкция полностью возвращается к своей первоначальной форме даже после сжатия более чем на 50%. Это связано с тем, что небольшая толщина стенки материала делает отдельные трубки более гибкими. Его впечатляющие свойства можно использовать для электродов аккумуляторных батарей, носителей катализаторов и защиту от акустических волн и вибраций.

Новый материал был разработан группой исследователей из университета Калифорнии в Ирвине и Калифорнийского технологического института.

1 комментарий:

stopudov комментирует...

Бампера из такого материала классно было бы делать для машин!

Просматривая рекламу вы не только поддержите сайт, а и узнаете что - нибудь интересное.