ACER_082021 ACER_082021 ACER_082021 Advertisement

„Kovové drevo“ má jedinečné vlastnosti

5

Prírodné drevo je široko používaný stavebný materiál pre vysoký pomer pevnosti k hustote. Výskumníci z Pensylvánskej fakulty technickej a aplikovanej vedy však už tri roky vyvíjajú materiál, ktorý nazvali „kovové drevo“. Tento názov získal preto, že má užitočnú vlastnosť a kľúčový štrukturálny znak svojho prirodzeného náprotivku: pórovitosť. Pásik z kovového dreva je tenší ako alobal, ale bez deformácie unesie viac ako 50-násobok vlastnej hmotnosti.

Kovové drevo je akási mriežka z niklových vzpier v nanomierke, plná pravidelných pórov, ktoré radikálne znižujú jeho hustotu bez toho, aby sa obetovala pevnosť materiálu. Presné rozostupy medzi pórmi dodávajú kovovému drevu nielen pevnosť titánu pri zlomku hmotnosti, ale aj jedinečné optické vlastnosti. Pretože medzery medzi pórmi majú rovnakú veľkosť ako vlnové dĺžky viditeľného svetla, svetlo odrážajúce sa od kovového dreva interferuje na vystupňovanie špecifických farieb.

Vedcom sa podarilo vyriešiť hlavný problém, ktorý bránil výrobe kovového dreva v zmysluplných veľkostiach: eliminovali invertované trhliny, ktoré sa tvoria pri raste materiálu z miliónov častíc v nanorozmeroch do kovových fólií dostatočne veľkých na to, aby dali použiť pri stavbe. Odstránenie tohto nedostatku, ktoré trápi podobné materiály už celé desaťročia, umožňuje, aby sa pásy kovového dreva montovali na plochy 20 000-krát väčšie ako predtým.

Štúdia demonštrujúca toto zlepšenie bola publikovaná v časopise Nature Materials (http://dx.doi.org/10.1038/s41563-021-01039-7). Keď sa v bežnom materiáli vytvorí trhlina, väzby medzi jeho atómami sa rozbijú a nakoniec materiál rozdelia. Naopak, invertovaná trhlina je prebytok atómov; v prípade kovového dreva pozostávajú invvertované trhliny z extra niklu, ktorý vypĺňa nanopóry kritické pre jeho jedinečné vlastnosti.

Invertované trhliny vyplývajú zo spôsobu výroby kovového dreva. Začína sa šablónou guľôčok v nanorozmeroch, ktoré sú poukladané na seba. Keď sa nikel nanáša cez šablónu, vytvára okolo guľôčok mriežkovú štruktúru kovového dreva, ktorá sa potom môže rozpustiť a zanechať vlastné póry. No ak existujú miesta, kde je narušený pravidelný stohovací vzor guľôčok, tieto medzery vyplní nikel a po odstránení šablóny vznikne invertovaná trhlina.

Štandardný spôsob, ako tvoriť tieto materiály, je začať s roztokom nanočastíc a odparovať vodu, kým častice nebudú suché a pravidelne naskladané. Problém je, že povrchové sily vody sú také veľké, že častice roztrhnú a vytvoria sa praskliny (podobne sa tvoria praskliny v sušiacom sa piesku). Výskumníci teraz vyvinuli novú stratégiu, ktorá umožňuje samostatne zostavovať častice a zároveň udržiavať šablónu mokrú. To zabraňuje praskaniu fólií, no pretože častice sú mokré, treba ich zaistiť na mieste pomocou elektrostatických síl, aby sa dali naplniť kovom. Takto možno vytvoriť väčšie a konzistentnejšie pásy kovového dreva.

Nový výrobný prístup umožňuje vyrábať pórovité kovy, ktoré sú trikrát pevnejšie ako tie predchádzajúce pri podobnej relatívnej hustote. Tieto materiály by sa dali použiť ako membrány na separáciu biomateriálov v diagnostike rakoviny, ako ochranné povlaky a flexibilné senzory.

Zdroj: thebrighterside.news/

 

5 komentárov

konečne čitateľný článok... reakcia na: „Kovové drevo“ má jedinečné vlastnosti

12.7.2021 19:07
Teda, nie kvôli obsahu, ale zatiaľ po dlhej dobe je to jediný článok, ktorý používa normálne čitateľné čierne písmo, namiesto mierne tmavosivého na mierne svetlosivom podklade, na čom si mohol človek oči vyočiť, keď to chcel prečítať.
Reagovať

RE: veď tak si prepni na nočný režim a máš tam kontrast, nie? reakcia na: konečne čitateľný článok...

13.7.2021 13:07
si prepni na nočný režim a máš tam kontrast, nie?
Reagovať

RE: konečne čitateľný článok... reakcia na: konečne čitateľný článok...

12.7.2021 20:07
:)
Reagovať

konečne čitateľný článok... reakcia na: „Kovové drevo“ má jedinečné vlastnosti

12.7.2021 19:07
Teda, nie kvôli obsahu, ale zatiaľ po dlhej dobe je to jediný článok, ktorý používa normálne čitateľné čierne písmo, namiesto mierne tmavosivého na mierne svetlosivom podklade, na čom si mohol človek oči vyočiť, keď to chcel prečítať.
Reagovať

Lacko to je porovity kov reakcia na: „Kovové drevo“ má jedinečné vlastnosti

12.7.2021 12:07
Lacko to je porovity kov. Naco pises nezmysel o dreve? Preco opakujes blud po hocikom, co povie?
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať