Исследователи создали металлическое дерево, такое же прочное, как титан, но достаточно легкое, чтобы плавать в воде.
Прямо сейчас они могут производить только небольшое количество металлической древесины за раз, но если они смогут найти способ увеличить производственный процесс, материал может привести ко всему: от очень прочных смартфонов до сверхлегких автомобилей.
Как было придумано?
Исследователи из Пенсильванского университета, Иллинойского университета в Урбане-Шампейне и Кембриджского университета подробно рассказывают о том, как они создали металлическое дерево, в исследовании, недавно опубликованном в журнале Scientific Reports.
Сначала они подвесили крошечные пластиковые шарики, каждый шириной в несколько сотен нанометров, в воде. Затем они испарили воду. После этого они использовали процесс, называемый гальваническим покрытием, чтобы покрыть сферы никелем. Наконец, они применили растворитель для уничтожения пластиковых сфер, по итогу осталась только никелевая решетка на месте.
Около 70 процентов получаемого материала составляют пустое пространство, но эта низкая плотность - не единственное, что материал имеет общего с древесиной.
«Причина, по которой мы называем это металлическим деревом, заключается не только в плотности материала, которая примерно равна плотности древесины, но и в ее клеточной природе, - сказал исследователь Джеймс Пикуль в пресс-релизе. - Материалы пористые, если вы посмотрите на древесное зерно, то сможете увидеть толстые и плотные детали, удерживающие структуру, и пористые детали, необходимые для поддержки биологических функций, таких как транспортировка веществ в клетки и из клеток».
Плюсы материала
В настоящее время исследователям требуется около одного дня, чтобы изготовить кусок металлического дерева размером с почтовую марку. Но если они могут эффективно расширить процесс, потенциальные возможности использования этого материала многочисленны.
Архитекторы могли бы использовать его для проектирования зданий с новыми соотношениями прочности и веса, а производители электроники могли бы покрыть ими свои устройства, придав им дополнительную прочность, не увеличивая вес. Заполняя поры химическими веществами, исследователи могут даже превратить материал в легкий перезаряжаемый аккумулятор.
Тимоти Дж. Руперт, доцент кафедры материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете в Ирвине, который не участвовал в исследованиях, также рассматривает возможность использования металлической древесины при транспортировке.
Особое достижение
«Можно представить себе автомобиль с такими же стандартами безопасности, которые используются сегодня, но с гораздо более легким весом, - сказал Руперт The Philadelphia Inquirer. - Это имело бы огромное значение для энергоэффективности».
Другими словами, эта металлическая древесина может позволить электрическим транспортным средствам продвигаться намного дальше на одной зарядке, устраняя одну из основных проблем, в настоящее время мешающих некоторым водителям обменять свои автомобили на ископаемом топливе на экологически чистые электромобили.
