29.01.2019
Редакция Naked Science
4

«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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

21 октября
Университет Лобачевского

Ученые Университета Лобачевского, Приволжского исследовательского медицинского университета и МГУ имени Н. П. Огарева развивают разработку нанокомпозитных материалов для заживления ран, язв и ожогов. Раневое покрытие представляет собой пленку из бактериальной наноцеллюлозы, которая содержит наночастицы оксида цинка, модифицированные дифосфатом бетулина.

Позавчера, 13:37
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

20 октября
Алиса Гаджиева

На месте римского военного лагеря в Аугсбурге обнаружили клад, состоящий из нескольких тысяч предметов.

17 октября
Елена Синицкая

Крупнейшее в истории генетическое исследование современных жителей Катара пополнило банк данных для изучения миграции ранних человеческих сообществ из Африки и влияния арабских завоеваний на формирование многих современных популяций планеты.

17 октября
Александр Березин

В составе твердых экзопланет доля железа может быть заметно выше, чем следует из состава их звезд. Это способно влиять на обитаемость экзопланет.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

02.02.2019
-
0
+
Плотность никеля 8,902 г/см3. Как при такой плотности у сплошного металла можно получить плотность "до 14500 кг/м3" у пористого материала?
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
-
0
+
гиперлупу очередную отгрохали, вот малаца. Бюджет-то хоть нормально попилили?
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?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: