Uhlíková nanomriežka: Pevnejšia ako diamant a podstatne lahšia

0

Diamant, ako jeden z najtvrdších materiálov na Zemi, sa stal referenčným bodom pre mnoho vedeckých výskumov zameraných na tvorbu nových pevných materiálov, ktoré by dokázali prekonať to, čo ponúka príroda. Teraz tím vedcov z Kalifornskej univerzity v Irvine (UCI) vytvoril uhlíkovú mriežku v nanomierke, ktorá sa môže pochváliť oveľa vyšším pomerom pevnosti k hustote ako diamanty.

Nový dizajn je vlastne kryštálová nanomriežka, pórovitá štruktúra pozostávajúca z podper a výstuh zhotovených z uhlíka (rovnako ako samotné diamanty), ktoré sú usporiadané do trojrozmerného mriežkového vzoru. Takéto nanomriežky už po celé desaťročia využívajú nosníky usporiadané cylindricky. Vedci z UCI sa však odklonili od tradície a namiesto toho používajú rad doštičiek.

Aj keď tieto typy doskovitých štruktúr ponúkajú vynikajúcu pevnosť oproti iným dizajnom, ich výroba nebola ľahká. Ide o zložitú techniku ​​3D tlače, pri ktorej je laser zaostrený dovnútra kvapky kvapalnej živice citlivej na ultrafialové svetlo. Živica sa tak premení na pevný polymér, ktorý sa potom môže spracovať na mikroskopické plátky s hrúbkou 160 nanometrov. Drobné otvory v doštičkách umožňujú odstránenie prebytku živice z konečného produktu, ktorý sa potom podrobí pyrolýze, keď je jednu hodinu zahrievaný na 900 °C vo vákuu.

Podľa experimentov tímu sa pevnosť výslednej uhlíkovej nanomriežky zlepšila oproti architektúram založeným na cylindrických lúčoch v priemere až o 639 percent a priemerná tuhosť sa zvýšila o 522 percent. Jedna z oblastí, kde by sa táto nanotechnológia mohla uplatniť, je letectvo, kde inžinieri neustále hľadajú materiál s nízkou hustotou, ktorý môže ponúknuť veľkú pevnosť. Výskum bol publikovaný v časopise Nature Communications.

Zdroj: newatlas.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
veda vyskum dizajn vydrz

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať