|  | 13 декабря 2015 | Нанотехнологии

Создан самый тонкий и прочный материал, квадратный метр которого весит всего десятую грамма

Пленка материала


Когда речь заходит о тонких материалах, на ум сразу приходит графен и другие материалы одноатомной толщины. Однако, невзирая на массу уникальных характеристик, все эти материалы обладают одним недостатком, они настолько тонки, что не могут сохранять свою плоскую форму без посторонней помощи. Для того, чтобы воспрепятствовать сворачиванию этих материалов и потере ими их свойств, материалы наносят на специальные основания. И для некоторых областей применения эти основания должны иметь минимальную толщину, оставаясь при этом прочными, способными сохранить свою форму и форму нанесенного на их поверхность другого материала. Подобный материал был создан исследователями из Пенсильванского университета, толщина этого в тысячу раз меньше толщины бумажного листа, тем не менее, этот материал способен выдерживать сильные деформации и восстанавливать после этого свою изначальную форму.

Тончайшие пластины этого материала изготовлены из окиси алюминия, корунда. Они буквально выращивались на поверхности основы слой за слоем, а когда толщина пленки достигла от 25 до 100 нанометров, этот материал обрел необычайно высокую прочность. Более того, пленка материала выращивалась не сплошным монолитным слоем, его поверхности специально была придана рифленая форма, напоминающая пчелиные соты. Квадратный метр такого материала указанной выше толщины весит всего одну десятую часть грамма.

"Окись алюминия - это достаточно распространенная керамика, которая является весьма хрупкой" - рассказывает Игорь Баргатин (Igor Bargatin), ведущий исследователь, - "Исходя из этого мы ожидали, что новый материал будет ломаться очень легко. Однако, изгиб полученных пластин, их скручивание и другие деформации не нарушают целостность материала, он всегда возвращается к своей изначальной форме. Создается впечатление, что этот материал изготовлен не из керамики, а из эластичной пластмассы. Когда мы увидели это в первый раз, мы сами не могли в это поверить".

Деформация пленки


Использование нового материала позволит преодолеть множество ограничений, связанных с использованием других "плоских" материалов, обладающих не столь высокой механической прочностью. Кроме этого, сотовидная структура материала обеспечивает его способность противостоять микротрещинам и другим повреждениям, все эти микроповреждения распространяются в большинстве случаев только внутри одной ячейки, не переходя на соседние участки материала.

Новый материал, благодаря его тонкости и высокой механической прочности, может найти применение не только там, где требуется использование материалов одноатомной толщины. Его можно использовать в авиации, в космической технике, в робототехнике для создания маленьких и легких роботов-насекомых и в других областях, где вес материала играет главную роль.

"Самые тонкие материалы естественного происхождения, из которых, к примеру, состоят крылья насекомых, имеют толщину в несколько микронов. И из-за того, что они состоят из клеток, они принципиально не могут быть более тонкими" - рассказывает Игорь Баргатин, - "Самые тонкие искусственные крылья, о которых мне известно, сделаны из майларовой пленки, толщиной в половину микрона, натянутой на прочный каркас. Крылья для роботов-насекомых, изготовленные из нашего материала, могут быть еще в десять раз более тонкими и легкими, кроме этого, они не будут нуждаться ни в каких каркасах".




Ключевые слова:
Материал, Пленка, Толщина, Вес, Прочность, Окись, Алюминий, Керамика, Изгиб, Повреждение, Форма

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Разработан процесс трехмерной печати керамикой, способной выдерживать темпе ...
  • Создан новый материал, обладающий рекордным значением соотношения прочности ...
  • Разработана технология, позволяющая устранить дефекты материалов одноатомно ...
  • Компания Boeing разработала новый сверхлегкий материал, заполненный воздухо ...
  • Создан невероятно прочный композитный материал, состоящий из графена и мета ...




  • 13 декабря 2015 18:46
    #1 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Солнечный парус? Парашют-летающее крыло для больших высот, Марса?
        
    14 декабря 2015 09:55
    #2 Написал: Gegebyte

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Нет. На больших размерах типа самолёт и т.д. материал выращивать дорого, поскольку до сих пор нет технологии манипуляции материей на уровне промышленных масштабов. Всё это слишком "лабораторно" так сказать. А разрушение от микрометеоритов и порывов ветра да и просто сгорания в солнечном свете никто не отменял. Не такой уж и прочный этот материал, если не проведены испытания на разрыв и скручивание с результатами в конкретных единицах, как, например, для полимеров или металлических сплавов.
        
    14 декабря 2015 19:03
    #3 Написал: yg2005

    Публикаций: 0
    Комментариев: 104
    Сто пудов вырастили пару квадратных сантиметров и просто пересчитали на квадратный метр.
    А так, было бы здорово, еслиб не п....ж.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.