Изработиха „метално дърво“ – по-здраво от титан и по-леко от вода

Учени създадоха „метално дърво“, нов материал, който е толкова здрав, колкото титан, но е достатъчно лек, за да плава във вода.

В момента може да се произведе само малко количество „метално дърво“ , но ако създателите му могат да намерят начин за увеличаване на производствения процес, материалът може да доведе до революция в различни сектори – от изключително издръжливи смартфони до супер леки автомобили.

Изследователи от Университета на Пенсилвания, Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн и Университета в Кеймбридж разясняват как са създали „метално дърво“ в изследване, публикувано наскоро в списание Scientific Reports.

Първо те поставят малки пластмасови сфери, всяка с широчина няколко стотин нанометра, във вода. След това изпаряват водата, което кара сферите да се подредят в определен ред. След това прилагат процес на галванично покритие на сферите с никел. Накрая, изследователите използвали разтворител, за да разтворят пластмасовите сфери, оставяйки само никеловата решетка на място.

Около 70% от получения материал е кухо пространство, но тази ниска плътност не е единственото нещо, по което материалът си прилича с дървото.

„Причината, поради която го нарекохме „метална дървесина“, е не само степента на плътността му, която е като при дървесината, но и нейната клетъчна характеристика“, заявява Джеймс Пикул, един от учените участвали в разработката.

„Клетъчната му структура е пореста; ако погледнете дървесното зърно, това виждате – части, които са дебели и плътни и са направени така, че да държат структурата, и части, които са порести и изработени за поддържане на биологични функции, като транспорт на хранителни вещества до и от клетките“.

Понастоящем изследователите се нуждаят от един цял ден, за да произведат парче от „металната дървесина“ с размер на пощенска марка. Но ако те могат ефективно да разширят процеса, потенциалните употреби на материала са многобройни.

Архитектите биха могли да го използват, за да проектират сгради с нови съотношения на силата към теглото, а производителите на електроника могат да го използват в устройствата си, като им придадат допълнителна трайност, без да добавят тегло.

Като запълнят порите с химикали, изследователите могат дори потенциално да превърнат материала в лека, акумулаторна батерия.

Тимоти Дж. Руперт, доцент по материалознание и инженерни науки в Калифорнийския университет, който не е участвал в проучването, също вижда потенциални приложения за „металното дърво“ главно в транспорта.

„Човек може да си представи автомобил със същите стандарти за безопасност, които се използват днес, но много по-лек”, казва Руперт пред The Philadelphia Inquirer. „Това би имало огромни последици за енергийната ефективност.“

С други думи, „металното дърво“ би могло да позволи на електромобилите да изминат много повече километри с едно зареждане, елиминирайки един от основните проблеми, който в момента е пречка пред ръста на производството и продажбите на електрически превозни средства.