«Металлическая древесина» из никеля оказалась прочнее и легче титана — Naked Science
29 января
5 минут
Редакция

«Металлическая древесина» из никеля оказалась прочнее и легче титана

Предложена технология получения металлических структур с нанопорами, отличающихся невероятной легкостью, прочностью и способных выполнять дополнительные функции.

mwood0

Для изготовления самых ответственных и прочных конструкций инженеры часто обращаются к титану, который в разы прочнее стали и при этом легче нее. Эти характеристики во многом определяются кристаллической структурой металла. Управляя ею, можно получить новые материалы, которые будут демонстрировать еще более впечатляющие характеристики. Это продемонстрировали американские разработчики, статья которых опубликована в журнале Scientific Reports.

 

Профессор Джеймс Пикуль (James Pikul) и его коллеги использовали образец обыкновенного мягкого никеля, создав в нем массу наноразмерных пор. Они сделали материал таким же прочным, как титан, но еще более легким — легче воды. Теоретически эти поры также можно заполнять другим вязким материалом, придавая структуре нужные дополнительные свойства: например, способность накапливать энергию.

 

«Мы называем это “металлическим деревом” не только благодаря его плотности, которая примерно сравнима с древесиной, но и благодаря его “клеточной” природе, — говорит профессор Пикуль. — Взгляните на фрагмент дерева, что вы увидите? Какие-то части толстые и плотные, они созданы, чтобы удерживать структуру. Какие-то части пористые и созданы для выполнения особых биологических функций, таких как транспорт. <…> Наша структура аналогична».

 

Чтобы получить ее, ученые использовали взвесь пластиковых сфер диаметром в несколько сотен нанометров. По мере того как вода испарялась, они оседали ровными рядами, наподобие аккуратно уложенных пушечных ядер. На них напыляли никель, после чего пластик растворяли, получая металлическую структуру, на 70 процентов объема состоящую из воздушных пор. При размерах никелевых структур порядка 16 нанометров прочность материала составила 800 МПа, в несколько раз превосходя показатели обычного цельного никеля. Меняя геометрию и величину структурных элементов, а также размеры пор, эти свойства можно варьировать в пределах от 90 до 880 МПа, а плотность — от 880 до 14500 кг/м3.

 

Авторы отмечают, что, в отличие от титана, все компоненты, необходимые для получения таких сверхпрочных структур, недорогие и достаточно широко распространены. Однако до сих пор отсутствуют технологии и техника для их производства в промышленных масштабах, нет и методов получения крупных образцов. Именно этими проблемами исследователи планируют заняться на следующем этапе работы.

Позавчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

8 часов назад
6 минут
Сергей Васильев

Эксперименты снова указали на существование частицы Х17 — загадочного бозона-переносчика еще неизвестного фундаментального взаимодействия.

3 часа назад
4 минуты
Никита Шевцов

Врачи впервые поместили людей в состояние анабиоза для спасения жизни пациента. Разрешение на это дало Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Позавчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

John Rogovsky
06:28
-
0
+
Плотность никеля 8,902 г/см3. Как при такой плотности у сплошного металла можно получить плотность "до 14500 кг/м3" у пористого материала?
владимир сергеев
06:28
-
0
+
Паршиво когда статьи пишут не профессионалы. "часто обращаются к титану, который в разы прочнее стали и при этом легче нее". Не может титан быть прочнее стали, поскольку у него меньше модуль упругости. Достоинство титана не его прочность , а удельная прочность - отношение прочности к плотности
ulogin_vkontakte_175970296
06:28
-
0
+
гиперлупу очередную отгрохали, вот малаца. Бюджет-то хоть нормально попилили?
ulogin_facebook_1094810243908151
06:28
-
0
+
Так то оно конечно так. Но. Титан очень ненадёжный металл. Его очень сложно защитить от водорода, который разрушает титан. очень много было аварий из-за потери прочности титана.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: