Группа ученых под руководством Тобиаса Шедлера из Исследовательской лаборатории компании HRL в городе Малибу (США) создала сверхлегкий материал из металлических нанотрубок. Если пластину из него положить на одуванчик — пуховая головка даже не сомнется.
Плотность материала — не более 0,9 мг/cм3, а это значит, что он во много раз легче, чем предыдущий рекордсмен по весу — пенополистирол, который примерно на 98% состоит из воздуха и лишь на 2% — из полистирола.
Новый материал превосходит по легкости все остальные благодаря уникальной микрорешетчатой структуре. Исследователям удалось создать структуру, которая состоит из 99,99% воздуха, а на саму систему из микроскопических трубок приходится лишь 0,01% объема.
Обычные сверхлегкие материалы изготавливаются из вспененной пластмассы. Их общим недостатком является хаотическая структура — пустоты в них расположены случайным образом, как пузырьки в пене. Поэтому прочность таких материалов невелика. А во вновь созданной металлической решетке связи между отдельными волокнами намного сильнее, что обеспечивает ее прочность. Также благодаря особому методу получения нанотрубок авторам удалось избавиться от хрупкости фосфор-никелевого сплава.
«Вся хитрость заключается в создании решетки, состоящей из соединенных полых трубок из фосфор-никелевого сплава, толщина стенки которых в 1000 раз тоньше, чем человеческий волос», — сообщил главный автор эксперимента доктор Тобиас Шедлер. Особое строение материала наделяет металл беспрецедентными механическими свойствами. «Губка» Шедлера и его коллег способна полностью восстанавливать свою форму даже в случае, если сжать ее по одной из осей на 50%. После такой операции устойчивость к давлению падает примерно на 10%, но в последующие циклы сжатия-разжатия показатель уже практически не меняется.
Авторы разработки поясняют эту особенность тем фактом, что при наноразмерах прочность становится во много раз больше. Впрочем, как показали дальнейшие исследования, при увеличении толщины стенок нанотрубок прочность на сжимание материала также возрастает, и при достижении определенных значений «губка» теряет способность к сжатию и становится вполне твердым объектом.
Билла Картера, одного из разработчиков, спросили: что будет, если кусок такой «губки» уронить? Картер ответил, что с высоты человеческого роста он будет падать на землю дольше, чем птичье перышко, — около десяти секунд.
Как сообщается, этот инновационный материал разработан по заказу Агентства оборонных исследовательских проектов США. Поскольку при определенных воздействиях он ведет себя как губка, то может быть использован для поглощения энергии различных видов, включая акустическую и электрическую. А его твердые модификации могут послужить основой для совершенно необычных строительных материалов, в том числе для космоса. Возможно также его применение в качестве электродов для суперконденсаторов.
