|
Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru) |
|
| 01.03.2019 | |
|
Ученые изобрели «металлическое дерево» – крепкое как титановый сплав, но в пять раз легче |
|
|
Алина Измайлова |
|
|
Инженерам 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 в журнале Scientific Reports.  Материал под микроскопомИзображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университетаПлотность 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 микроскопомИзображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университетаУченые 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 изготовленияИзображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университетаВ 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 материалаИзображение предоставлено Школой инженерии и прикладных наук Пенсильванского университетаДжеймс 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». |
|