Ceea ce oamenii de știință de la Universitatea din Pennsylvania, Universitatea din Illinois și Universitatea din Cambridge au reușit să facă se evidențiază din rândul general, prin faptul că procesul de creare a unui material structurat a fost controlat la nivelul atomilor individuali. Și, ca urmare, s-a obținut un material nou, numit „lemn metalic”, care este mai puternic decât titanul, dar de cinci ori mai ușor decât nichelul, din care este realizat efectiv.
Expresia „mai puternic decât titanul” este cu siguranță un clișeu, dar în acest caz este cel mai pur adevăr.
Deși titanul în sine ar putea fi de 10 ori mai puternic, dacă structura sa ar fi ideală. Secretul puterii noului material poate fi văzut în pădurea obișnuită. Celuloza pură, care în sine este un material moale, capătă o rezistență destul de mare atunci când este formată într-o structură de lemn. Și unele dintre tipurile de materiale celulozice artificiale sunt comparabile ca rezistență la nu cel mai rău oțel.
Apropo, oamenii de știință care au creat „copacul metalic” nu au urmărit scopul creării acestui material special, în timpul cercetărilor lor, au căutat și au elaborat noi metode de creare a unei structuri poroase din metal asemănătoare cu structura lemnului. În trecut, s-a folosit spumarea metalelor topite sau imprimarea 3D, pentru a obține o precizie de câteva sute de nanometri. Cu toate acestea, ambele metode au dezavantajele lor, prin spumare este foarte dificil să se realizeze o distribuție uniformă a densității materialului, iar procesul de imprimare 3D este extrem de lent pentru utilizarea în producția industrială.
Conform studiilor anterioare, reducerea dimensiunii unităților sale structurale joacă un rol esențial în creșterea rezistenței unui material. Cercetătorii au reușit să obțină acest lucru folosind nanoparticule de plastic, cu câteva zeci de nanometri ca mărime, amestecate uniform în apă. Când apa se evaporă, aceste particule sferice sunt ordonate sub formă de structură geometrică regulată, după care un strat de nichel este depus galvanic pe suprafața lor, care umple treptat întregul spațiu dintre particule. După aceea, plasticul este îndepărtat prin dizolvare și rămâne o plasă din cele mai fine punți metalice. Factorul de umplere a spațiului cu metal nu depășește 30 la sută, restul de 70 la sută cade pe gol, iar acest lucru este suficient pentru ca materialul rezultat să aibă o densitate care îi permite să plutească pe suprafața apei.
Până de curând, oamenii de știință au reușit să creeze mostre de „lemn metalic” sub formă de folie, cu o suprafață de aproximativ un centimetru pătrat. Și chiar procesul de creare a unui astfel de material este extrem de scump. Cu toate acestea, cercetările ulterioare vizează îmbunătățirea materialului prin creșterea volumelor de producție. În paralel, oamenii de știință investighează proprietățile „lemnului metalic” și comportamentul acestuia sub influența stresului mecanic extrem.
Video promotional:
Un alt potențial interesant al acestei tehnologii este că spațiul gol din structura metalică poate fi umplut cu un alt material. În mod natural, o structură metalică umplută cu un electrolit lichid sau solid poate deveni un element al unei baterii de stocare foarte mari care poate alimenta dispozitivul în care este construit pentru o perioadă foarte lungă de timp.
