Материалы «делают» прогресс, и это отражается не только в названиях вроде «бронзовый / железный век». Паровые автомобили технически были возможны ещё в XVIII веке, а велосипеды — в древней Греции, но та же автомобилизация началась лишь с появлением резины и шин. Однако часто исследования идут не из прошлого к будущему, а из настоящего в прошлое.
Скажем, лишь недавно для упрочнения стекла применена та же техника преднамеренного создания трещин, что существует в наших костях. Йенс Бауэр (Jens Bauer) из Технологического института Карлсруэ (Германия) попробовал сделать нечто подобное (пористый, но прочный материал), но на сей раз с органикой.
Структура материала позволяет ему быть одновременно и пористым (отсюда и лёгкость), и особо прочным. (Здесь и ниже иллюстрации Jens Bauer.)
Использовав 3D-лазеры производства Nanoscribe, Бауэр и Ко сумели наноструктурировать полимер нагревом очень тонким лазерным пучком, позволяющим превращать полимеры в твёрдые объекты толщиной в человеческий волос и даже тоньше.
Однако после удаления отказавшегося твердеть полимера итоговая прочность материала оказалась не такой высокой, как учёным хотелось бы. И тогда они попробовали сотворить на его основе нанокомпозит: с помощью того же лазера структуры покрыли слоем оксида алюминия (глинозёмом) толщиной в 50 нм, а затем ещё раз проверили на прочность.
И хотя такой композит по плотности уступал воде (менее грамма на кубический сантиметр), прочность у него оказалась на уровне: он выдерживал воздействие до 280 МПа. Это предел даже для не самых прочных сталей, да только плотность и вес у них на порядок выше.
Обычно материалы делятся на те, что легче воды, и на те, что прочны. Новые нанокомпозиты могут существенно скорректировать эту дихотомию.
Увы, пока параметры 3D-принтера Nanoscribe позволяют работать лишь с конструкциями около нескольких десятков микрометров в размере, хотя одна из новых моделей способна делать из сверхпрочного материала миллиметровые объекты. Но и этого мало для большинства практических приложений... К счастью, установки нужной точности прогрессируют очень быстро. Скажем, пять лет назад материал, созданный группой г-на Бауэра, нельзя было получить в принципе. Поэтому немецкие учёные уже в ближайшее время надеются создать из своих лёгких и прочных материалов прототипы самых разных деталей: от компонентов самолётов, где высокая удельная прочность важна как воздух, до лыж и других чисто бытовых предметов.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах
