Ultraľahký materiál, ktorý je 10-krát pevnejśí ako oceľ

  • Keď si predstavíš niečo naozaj pevné a silné, bude to pravdepodobne husté a ťažké ako oceľ. Inžinieri z MIT (Inštitút technológií v Massachusets) vytvorili jednu z najsilnejších štruktúr vôbec, ktorá pripomína skôr penovú hračku. Je pevnejšia ako oceľ, ale zároveň má menšiu hustotu ako plastová taška. Ako je to možné?
ultralight
  • Keď si predstavíš niečo naozaj pevné a silné, bude to pravdepodobne husté a ťažké ako oceľ. Inžinieri z MIT (Inštitút technológií v Massachusets) vytvorili jednu z najsilnejších štruktúr vôbec, ktorá pripomína skôr penovú hračku. Je pevnejšia ako oceľ, ale zároveň má menšiu hustotu ako plastová taška. Ako je to možné?

Grafén ako zázrak

Výskumníci na výrobu použili čiastočky grafénu, ktorý je uznávaný ako svetovo najsilnejší dvojrozmerný materiál. Otázkou však zostáva, ako sa môže zapracovať do trojrozmernej sféry. Spolupráca matematikov, stavebných inžinierov a vedcov priniesla svoje ovocie. Na riešenie tohto problému začali od základov, a to analýzou jeho štruktúry na atomárnej úrovni. Následne vytvorili matematický model, ktorý presne určil, ako vytvárať pozoruhodne silné materiály. Vznik výsledných kriviek a labyrintu štruktúry, teda gyroidu ovplyvňuje presné množstvo tepla a tlaku. Jednotlivé grafénové časti sa tak spojili do veľkej pavučinovej siete, ktorej hustota je iba 5 percent, oproti klasickej oceli.

Zdroj:3dprint.com

 

Podstatná je geometria

Vedci z Cambridgskej univerzity prišli na to, že zdanlivo magické vlastnosti materiálu nie sú úplne závislé na používaných atómoch grafénu. Tajnou zložkou je spôsob, akým sa tieto atómy spájajú a vyrovnávajú. Na základe vykonaných kompresných testov 3D modelov dokonca tvrdia, že daný materiál sa dá nahradiť hocičím. Dominantným faktorom je teda výpočet výslednej geometrie, ktorá skrýva veľký potenciál. Inžinieri nadizajnovali hubovitý tvar podobajúci sa koralom. Sila takéhoto materiálu pochádza z obrovského pomeru jeho povrchovej vrstvy k jeho objemu. Model tak dokáže ustáť obrovské množstvo deformačnej energie napriek tomu, že má tenšie steny.

Zdroj:3dprintingindustry.com

 

Ťažkosti pri výrobe

Jednou z prekážok pre vytváranie týchto materiálov je nedostatok priemyselných kapacít na ich výrobu. Vedci predpokladajú, že skutočné častice by mohli byť použité ako šablóny potiahnuté grafénovou vrstvou z chemických pár. Tým pádom by vznikali nové moduly na princípe lega. V budúcnosti by sa teda masívne mosty a projekty mohli stavať s pomocou gyroid betónu, ktorý by im zabezpečil unikátne vlastnosti. Boli by ultra silné, ľahké a vďaka nespočetným vzduchovým bublinám aj dokonale tepelne izolované. Zjavne ide o prelomový objav s nekončiacou škálou možných praktických aplikácií. Myslíš si to tiež? Využijeme ho v budúcnosti? Napíš svoj názor.

Zdroj: inhabitat.com, zdroj titulnej foto: inhabitat.com

Najnovšie video

Fontech

ĎALŠIE ČLÁNKY Z FONTECH.SK

Fontech