Det forskere fra University of Pennsylvania, University of Illinois og University of Cambridge klarte å gjøre, skiller seg ut fra den generelle rekken ved at prosessen med å lage et strukturert materiale ble kontrollert på nivået med individuelle atomer. Og som et resultat ble et nytt materiale oppnådd, kalt "metallved", som er sterkere enn titan, men fem ganger lettere enn nikkel, som det faktisk er laget av.
Uttrykket "sterkere enn titan" er absolutt en klisjé, men i dette tilfellet er det den reneste sannhet.
Selv om titan i seg selv kunne være 10 ganger sterkere, hvis strukturen var ideell. Hemmeligheten bak styrken til det nye materialet kan sees i vanlige tresorter. Ren cellulose, som i seg selv er et mykt materiale, får en ganske høy styrke når det dannes til en trestruktur. Og noen av typene kunstige cellulosematerialer kan sammenlignes i styrke til ikke det verste stål.
Forresten, forfulgte ikke forskerne som opprettet "metall-treet" målet om å lage dette spesielle materialet; under forskningen lette de etter og utvikle nye metoder for å lage en porøs metallstruktur som lignet strukturen av tre. Tidligere har skummet metall eller 3D-trykk blitt brukt for å oppnå denne effekten, noe som gir en nøyaktighet på flere hundre nanometer. Imidlertid har begge metodene sine ulemper, ved skumdannelse er det veldig vanskelig å oppnå en jevn fordeling av tettheten til materialet, og 3D-trykkprosessen er ekstremt langsom til bruk i industriell produksjon.
I følge tidligere studier spiller reduksjon av størrelsen på strukturelle enheter en nøkkelrolle i å øke styrken til et materiale. Forskerne klarte å oppnå dette ved å bruke plastiske nanopartikler, flere titalls nanometer i størrelse, jevnt blandet i vann. Når vann fordampes, blir disse sfæriske partiklene bestilt i form av en geometrisk regelmessig struktur, hvoretter et nikkellag blir galvanisk avsatt på overflaten deres, som gradvis fyller hele rommet mellom partiklene. Etter det fjernes plasten ved å løse opp og et nett av de fineste metallbroene blir igjen. Fyllingsfaktoren i rommet med metall overstiger ikke 30 prosent, de resterende 70 prosent faller på tomrommet, og dette er nok til at det resulterende materialet har en tetthet som lar det flyte på overflaten av vannet.
Inntil nylig klarte forskere å lage prøver av "metallved" i form av folie, med et område på omtrent en kvadratcentimeter. Og selve prosessen med å lage et slikt materiale er ekstremt dyrt. Imidlertid er videre forskning rettet mot å gjøre materialet billigere ved å øke produksjonsvolumene. Parallelt med dette undersøker forskere egenskapene til "metallved" og dets oppførsel under påvirkning av ekstrem mekanisk belastning.
Salgsfremmende video:
Et annet interessant potensiale med denne teknologien er at det tomme rommet i metallstrukturen kan fylles med et annet materiale. Naturligvis kan en metallstruktur fylt med en flytende eller fast elektrolytt bli et element av et veldig stort lagringsbatteri som kan drive enheten der den er bygd i veldig lang tid.
