Американские ученые создали "металлическое дерево" - материал прочнее титана
Американские ученые создали новый материал, сочетающий в себе высокую прочность при относительно небольшой массе. На основе никеля им удалось получить материал похожий по строению на органические соединения и сочетающий в себе физические и химические свойства металлов. Полученный образец более прочный чем титан и при этом в несколько раз легче этого металла.
Такие свойства были достигнуты благодаря особому способу производства. Процесс начинается с крошечных пластиковых сфер диаметром в несколько сотен нанометров, "взвешенных" в воде. После испарения воды, сферы оседают и складываются как пушечные ядра, образуя упорядоченный кристаллический каркас. Используя гальванотехнику, пластиковые сферы покрываются никелем. После никелирования пластиковые сферы растворяются специальным составом, оставляя сеть металлических распорок.
Такая пористая структура и создает низкую массу и высокую прочность. Плотность такого «пористого» никеля сравнима с плотностью дерева, а его структура в целом напоминает структуру древесины, из-за чего новый материал и получил название «металлическое дерево».
Уникальная структура материала позволяет ученым модифицировать изобретение. Заполняя поры другими материалами, можно получить структуру, обладающую новыми свойствами. Например, в будущем можно будет создать крылья для самолетов, которые одновременно будут являться его аккумуляторными батареями.
В отличие от того же титана, никель, используемый для производства нового материала, не является редким элементом, более того, из-за пористой структуры при создании конечного продукта требуется гораздо меньше сырья.
В настоящее время пока не известны все свойства изобретения. Ученые не знают, что будет происходить при изгибе крупных деталей. Будут ли они изгибаться как сталь или, может быть, будут ломаться как стекло. Команда исследователей уже работает над созданием образца в макромасштабе для дальнейшего изучения его свойств.
Очевидно, что материал с такими характеристиками будет востребован во всех сферах жизни. Особенно в авиации (в том числе военной), где особую роль играет легкость и прочность элементов конструкции.
Такие свойства были достигнуты благодаря особому способу производства. Процесс начинается с крошечных пластиковых сфер диаметром в несколько сотен нанометров, "взвешенных" в воде. После испарения воды, сферы оседают и складываются как пушечные ядра, образуя упорядоченный кристаллический каркас. Используя гальванотехнику, пластиковые сферы покрываются никелем. После никелирования пластиковые сферы растворяются специальным составом, оставляя сеть металлических распорок.
Такая пористая структура и создает низкую массу и высокую прочность. Плотность такого «пористого» никеля сравнима с плотностью дерева, а его структура в целом напоминает структуру древесины, из-за чего новый материал и получил название «металлическое дерево».
Уникальная структура материала позволяет ученым модифицировать изобретение. Заполняя поры другими материалами, можно получить структуру, обладающую новыми свойствами. Например, в будущем можно будет создать крылья для самолетов, которые одновременно будут являться его аккумуляторными батареями.
В отличие от того же титана, никель, используемый для производства нового материала, не является редким элементом, более того, из-за пористой структуры при создании конечного продукта требуется гораздо меньше сырья.
В настоящее время пока не известны все свойства изобретения. Ученые не знают, что будет происходить при изгибе крупных деталей. Будут ли они изгибаться как сталь или, может быть, будут ломаться как стекло. Команда исследователей уже работает над созданием образца в макромасштабе для дальнейшего изучения его свойств.
Очевидно, что материал с такими характеристиками будет востребован во всех сферах жизни. Особенно в авиации (в том числе военной), где особую роль играет легкость и прочность элементов конструкции.
- www.upenn.edu
Информация