Новый легкий материал высокой прочности | Наука 21 век

Наука 21 век » Новый легкий материал высокой прочности





Новый легкий материал высокой прочности

Март 26th, 2014

Новый легкий материал высокой прочностиИсследователи из Технологического института Карлсруэ (Германия) разработали легкий микроструктурированный строительный материал высокой прочности. И хотя его плотность ниже плотности воды, его устойчивость по отношению к весу превышает таковую у ископаемых материалов, таких как высококачественная сталь или алюминий. На создание легкого строительного материала ученых вдохновила структура костей и пчелиных сот. Результаты их работы опубликованы в журнале PNASНовый легкий материал высокой прочности

«Новые легкие строительные материалы напоминают фахверковый дом с горизонтальными, вертикальными и диагональными распорками. Однако наши балки всего 10 мкм в длину», - говорит Йенс Бауэр (Jens Bauer) из Технологического института Карлсруэ. В общей сложности, элементы конструкции составляют примерно 50 мкм в длину, ширину и высоту. 

«Природа тоже использует легкие структуры с открытыми порами», - объясняет Оливер Крафт (Oliver Kraft) из того же Института. Например, кость или дерево. Однако при той же плотности, новый материал может выдержать гораздо большую нагрузку. Высокая прочность была достигнута за счет конструкции оболочки, похожей на структуру пчелиных сот. Имея плотность 810 кг/м3, материал выдержал нагрузку вплоть до 28 кг/мм2. Это превышает соотношение прочности к плотности костей, высококачественной стали или алюминия. Структура оболочки напоминает структуру пчелиных сот со слегка изогнутыми стенками, чтобы предотвратить перекашивание.

Для изготовления этого материала была применена лазерная 3D литография. Лазерные лучи заставляли материал затвердевать. Затем эта структура покрывалась керамикой газовым методом. Полученная структура проверялась с помощью фильеры. 

Микроструктурные материалы часто используются для изоляции или в качестве амортизаторов. Материалы с открытыми порами могут быть применены в химической промышленности в качестве фильтров.

По материалам Phys. Org.

Егор Яковлев nauka21vek.ru