США: создан самый легкий искусственный материал в мире
Он состоит из решетки, образованной тончайшими металлическими трубками. Этот материал в 100 раз легче пенопласта и обладает необычайно высокой способностью поглощать энергию.
Он может найти применение в конструкции аккумуляторных батарей будущего, а также в различных амортизационных устройствах.
Группа исследователей из университета Калифорнии в Ирвине, лаборатории HRL и Калифорнийского технологического института опубликовала сообщение о новом материале в журнале .
"Самым трудным оказалось создание микрорешетки из переплетенных пустотелых трубок, имеющих толщину стенок в тысячу раз меньше, чем толщина человеческого волоса", - говорит ведущий автор доктор Тобиас Шедлер.
Полученный материал имеет плотность всего 0,9 миллиграмма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность кремниевых аэрогелей, которые до сих пор считались легчайшими в мире материалами, составляет 1,0 мг/кв.см.
Металлические микрорешетки оставляют их позади, потому что они состоят на 99,99% из воздуха. Исследователи указывают, что прочность этого материала объясняется его упорядоченной структурой.
В отличие от него, аэрогели и металлизированная пена имеют аморфную структуру. Это означает, что они обладают меньшей прочностью, упругостью и способностью поглощать энергию, чем те исходные материалы, из которых они образованы.
Уильям Картер, участник этого проекта из лаборатории HRL, сравнил новый материал с более крупными конструкциями с низкой плотностью.
"Современные здания - например, Эйфелева башня или мост Золотые ворота в Сан-Франциско - также обладают огромной прочностью и низким весом благодаря своей архитектуре, - говорит он. - Мы привнесли этот принцип в область наноконструирования новых материалов".
При испытаниях эти микрорешетки подвергались механическому сжатию до половины своего объема. После устранения нагрузки материал восстанавливался до 98% своего первоначального объема и формы. После первого такого воздействия материал становился менее прочным и упругими, но дальнейшие нагрузки практически не ухудшали его свойства.
"Этот материал на самом деле становится все прочнее по мере уменьшения размеров микрорешетки, - заявил участник проекта Лоренцо Валдевит. - Если соединить это свойство с возможностью менять архитектуру микрорешетки, то мы получим уникальный клеточный материал".
Инженеры считают, что этот материал, который пока не имеет названия, может найти применение как основа для катализаторов с большой площадью поверхности, электроды для аккумуляторных батарей или поглотитель ударов, звуковых колебаний и вибраций.