Σούπερ υλικό σαν κόκαλο, πυκνό σα νερό, δυνατό σαν... χάλυβας

Μοιάζει με οστό, είναι πυκνό όσο το νερό και δυνατό όπως ο χάλυβας! Το νέο σούπερ υλικό που έφτιαξαν οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καρλσρούης (ΚΙΤ) έχει τη μεγαλύτερη αναλογία δύναμης - ελαφρότητας που έχει επιτευχθεί ως τώρα.


Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη νέα τεχνική της τρισδιάστατης λιθογραφίας λέιζερ για να δημιουργήσουν μικροδομές πολυμερούς, που μιμούνται το ελαφρύ βάρος (μικρή πυκνότητα) και ταυτόχρονα τη δύναμη και αντοχή υλικών όπως τα οστά και τα ξύλα.


Αν και προς το παρόν, η νέα μέθοδος έχει περιοριστεί στην παραγωγή μικρών μόνο δειγμάτων του νέου υλικού σε διαστάσεις έως μερικών δεκάδων μικρομέτρων, μπορεί να έχει διάφορες πρακτικές εφαρμογές στο μέλλον (από νέου τύπου σκι έως νέα αεροσκάφη), εφόσον όμως προηγουμένως λυθούν τεχνικά προβλήματα, που προς το παρόν καθιστούν δύσκολη έως αδύνατη τη βιομηχανική παραγωγή σε μεγαλύτερη κλίμακα μεγέθους τέτοιων υλικών με ασυνήθιστες ιδιότητες.


Η τεχνολογία έγκειται στην εστίαση ενός λέιζερ πάνω σε ένα πυκνόρευστο πολυμερές σαν μέλι, που αντιδρά όταν εκτεθεί στο φως και μπορεί να κινηθεί και στις τρεις διαστάσεις. Το πολυμερές στερεοποιείται εκεί ακριβώς όπου πέφτει η ακτίνα φωτός του λέιζερ, με αποτέλεσμα τη δημιουργία διαφόρων πολύπλοκων δομών.


Στο τέλος της διαδικασίας λιθογραφίας, αφαιρείται το πολυμερές ρευστό που περισσεύει και έτσι αποκαλύπτεται η στερεή δομή που έχει δημιουργηθεί και η οποία, στη συνέχεια, επικαλύπτεται με ένα στρώμα κεραμικής αλουμίνας (οξειδίου του αργιλλίου) πάχους 50 έως 200 νανομέτρων. Παραδόξως, η ανθεκτικότητα του στρώματος αλουμίνας αυξάνει, όσο το πάχος της μικραίνει.


Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένα υλικό ελαφρύτερο από το νερό και ανθεκτικό όσο μερικά είδη χάλυβα. Είναι ανώτερο από όλα τα φυσικά και τεχνητά υλικά που έχουν πυκνότητα μικρότερη των 1.000 κιλών ανά κυβικό μέτρο (όπως του νερού), ενώ μπορούν να αντέξει πιέσεις 280 μεγαπασκάλ (όπως ο χάλυβας).


news.gr