Tai, ką sugebėjo padaryti Pensilvanijos universiteto, Ilinojaus universiteto ir Kembridžo universiteto mokslininkai, išsiskiria iš bendros eilės tuo, kad struktūrizuotos medžiagos kūrimo procesas buvo kontroliuojamas atskirų atomų lygiu. Dėl to buvo gauta nauja medžiaga, vadinama „metaline mediena“, kuri yra stipresnė už titaną, bet penkis kartus lengvesnė už nikelį, iš kurio ji iš tikrųjų gaminama.
Posakis „stipresnis už titaną“tikrai yra klišė, tačiau šiuo atveju tai yra gryniausia tiesa.
- „Salik.biz“
Nors pats titanas galėtų būti 10 kartų stipresnis, jei jo struktūra būtų ideali. Naujos medžiagos stiprumo paslaptį galima pamatyti paprastuose miškuose. Gryna celiuliozė, kuri pati yra minkšta medžiaga, įgyja gana didelį stiprumą, kai formuojasi į medžio struktūrą. Kai kurių dirbtinių celiuliozinių medžiagų stiprumas yra panašus į ne blogiausio plieno.
Beje, „metalo medį“sukūrę mokslininkai nesiekė tikslo sukurti būtent šią medžiagą: tyrimų metu jie ieškojo ir kūrė naujus metodus, kaip sukurti metalinę porėtą struktūrą, primenančią medžio struktūrą. Anksčiau šiam efektui pasiekti buvo naudojamas išlydytas metalas ar 3D spausdinimas, užtikrinantis kelių šimtų nanometrų tikslumą. Tačiau abu būdai turi savo trūkumų, putojant labai sunku pasiekti tolygų medžiagos tankio pasiskirstymą, o 3D spausdinimo procesas pramonėje yra labai lėtas.
Remiantis ankstesniais tyrimais, padidinant medžiagos tvirtumą, pagrindinis vaidmuo tenka jos konstrukcinių mazgų mažinimui. Tyrėjams pavyko to pasiekti panaudojant kelių dešimčių nanometrų dydžio plastikines nanodaleles, tolygiai sumaišytas vandenyje. Kai vanduo išgaruoja, šios sferinės dalelės yra išdėstytos geometriškai taisyklingos struktūros pavidalu, po kurio jų paviršiuje galvaniškai nusėda nikelio sluoksnis, kuris palaipsniui užpildo visą tarpą tarp dalelių. Po to plastikas pašalinamas ištirpinant ir išlieka puikiausių metalinių tiltelių tinklelis. Kosmoso užpildymo koeficientas metalu neviršija 30 procentų, likę 70 procentų patenka į tuštumą, ir to pakanka, kad gauta medžiaga būtų tokio tankio, kuri leistų plūduriuoti vandens paviršiuje.
Dar visai neseniai mokslininkams pavyko sukurti „metalinės medienos“, folijos pavidalo, pavyzdžius, kurių plotas būtų maždaug vienas kvadratinis centimetras. Ir pats tokios medžiagos kūrimo procesas yra nepaprastai brangus. Tačiau tolesniais tyrimais siekiama padaryti medžiagą pigesnę padidinant gamybos apimtis. Tuo pačiu metu mokslininkai tiria „metalinės medienos“savybes ir jos elgseną veikiant dideliam mechaniniam poveikiui.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kitas įdomus šios technologijos potencialas yra tas, kad tuščią vietą metalo konstrukcijoje galima užpildyti kita medžiaga. Natūralu, kad metalinė konstrukcija, užpildyta skystu ar kietu elektrolitu, gali tapti labai didelės akumuliatoriaus elementu, kuris labai ilgai gali maitinti įrenginį, kuriame jis pastatytas.