Новый материал легче воды и прочный, как сталь
Ключевые требования к большинству новых материалов — это их прочность и жесткость. Для того, чтобы добиться оптимальной микроструктуры материала с требуемыми свойствами, используется компьютерное моделирование. Однако смоделировать такой материал на компьютере — это одно, а создать материал с заданной конфигурацией в масштабе человеческого волоса — совсем другое. Ранее таких инструментов просто не было.
Однако теперь немецкая компания Nanoscribe создала систему, которая позволяла бы это делать. В качестве «сырья» используется полимер. Каплю полимера, напоминающего по консистенции мед, ученые Технологического института Карлсруэ помещалина стекло и включали лазер. С помощью автоматизированного проектирования стекло перемещается таким образом, чтобы стационарный лазерный луч фокусировался только в тех точках, где материал должен быть твердым. В завершении этого процесса полимер, оставшийся жидким, вымывается, на выходе же остается материал со сложными внутренними структурами.
Для увеличения прочности материал покрывается слоем оксида алюминия (глинозема) толщиной в 50 нанометров. После стресс-тестирования был превзойден прогноз, который давала теоретическая модель. По своим свойствам разработка превосходит все природные и искусственные материалы с плотностью меньше плотности воды (1000 кг/м³), поскольку она в состоянии выдерживать давление 280 МПа (такое же, как некоторые виды стали).
Новая разработка стала первым экспериментальным доказательством того, что такие материалы могут существовать.
По сообщению phys.org