01.03.2019

Ученые изобрели «металлическое дерево» – крепкое как титановый сплав, но в пять раз легче

Инженерам Пенсильванского университета удалось превратить обыкновенный никель в новый материал: прочный, как титан, но в четыре-пять раз легче. Он получил рабочее название «металлическое дерево», поскольку обладает «высокой механической прочностью, как дерево» и «химической стойкостью металла». Руководитель исследования и старший преподаватель Школы инженерных и прикладных наук (Penn Engineering) Джеймс Пикуль; работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Материал под микроскопом
Материал под микроскопом
Изображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета

Плотность нового материала также оказалась приближенной к плотности древесины. Чтобы добиться таких показателей, исследователям пришлось провести работу на наноуровне. Они усилили «несущие опоры» и встроили полости в атомную структуру никеля. В результате около 70% конечного материала – это пустое пространство. Блок «металлического дерева» не тонет в воде.
Материал под микроскопом
Материал под микроскопом
Изображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета

Ученые Пенсильванского университета взяли крохотные пластиковые сферы (диаметром несколько сотен нанометров) и поместили в воду. По мере того, как вода испарялась, формы оседали на дне и складывались ровными рядами – наподобие аккуратно уложенных «пушечных ядер». На этот кристаллический каркас затем напылили тонкий слой никеля, после чего пластиковые формы удалили с помощью растворителя.
Процесс изготовления
Процесс изготовления
Изображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета

В результате проведенного эксперимента получился лист «никелевой фольги» – площадью примерно несколько квадратных сантиметров. Этого достаточно, чтобы использовать материал, например, в производстве телефонов, но не более того. Чтобы масштабировать проект и подготовить «металлическую древесину» к коммерческому производству, нужны дополнительные испытания.
Образец готового материала
Образец готового материала
Изображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета

Джеймс Пикуль говорит, что итоговый материал не только высокоэффективен, но еще и очень красив – благодаря своей пористой наноструктуре, он «напрямую взаимодействует со светом». И может быть полезен архитекторам, поскольку позволяет заполнить пустоты «нужными» субстанциями. «Через него может проникать ветер или дождевая вода», – поясняет руководитель команды. В общем-то все как у деревьев: «крепкие и толстые части сделаны для удержания конструкции, а пористые – для поддержания биологических функций, вроде транспортировки [жизненно важных веществ] в клетки».

Комментарии
comments powered by HyperComments

последние новости ленты:

Технологии:

16.05.2019

Комфорт в загородном доме – это прежде всего безопасность и надежность

Олег Панитков, генеральный директор Ассоциации деревянного домостроения, о требованиях к современному загородному дому со стороны заказчика, и о тех параметрах, на которые действительно стоит обращать внимание, затевая его строительство.
15.05.2019

Итоги конкурса Insulating Design

Проекты участников продемонстрировали функциональные и декоративные решения с применением стеновых и кровельных панелей Isopan и архитектурной фасадной системы ARK WALL.
ISOPAN
14.05.2019

FunderMax: для людей, которые создают

В конце февраля в центра дизайна ARTPLAY открылся шоу-рум компании FunderMax.
Материалы FunderMax
14.05.2019

Xpress. Архитектурные системы комфорт-класса

Realit Xpress – это новая алюминиевая архитектурная серия комфорт-класса от признанного лидера отрасли. Высокое качество, лучшая цена на рынке и постоянное наличие на складе – вот основные характеристики системы Xpress.
Архитектурные системы «Реалит»
08.05.2019

Клинкерное семейство

Каждый корпус социального жилого комплекса Space-S в голландском Эйндховене получил фасад из своей сортировки клинкера Hagemeister – чтобы одновременно подчеркнуть различия и родство этих зданий. Выбирали клинкер сами жильцы.
АО «Фирма «КИРИЛЛ», Inbo
другие статьи