Cercetătorii au creat un nou metamaterial de titan, ce are „puteri supranaturale”

O echipă de la Universitatea RMIT din Australia a creat un nou „metamaterial” imprimat 3D, care are niveluri rezistență-greutate care par să le depășească pe cele din natură și cele produse artificial. Acest nou material ar putea avea implicații majore pentru orice, de la implanturi medicale la avioane și rachete.
Noul metamaterial – un material structurat artificial care prezintă proprietăți electromagnetice nevăzute în natură – este fabricat dintr-un aliaj comun de titan. Dar, materialul are un design unic, care nu numai că îl face unic, ci și extrem de rezistent. Potrivit noului studiu al echipei, materialul este cu 50% mai puternic decât următorul cel mai puternic aliaj de densitate similară, care este utilizat în aplicații aerospațiale.
Ca și în cazul multor invenții revoluționare, acest nou material a fost inspirat din observațiile lumii naturale. În acest caz, plantele puternice, cu tulpini alungite, precum nuferii Victoria și coralii rezistenți, i-au învățat pe cercetători să combine ușurința și durabilitatea. Dar una este să observi o structură naturală rezistentă și alta să o reproduci în materiale artificiale. Timp de zeci de ani, cercetătorii au încercat să-și creeze propriile „structuri celulare” goale similare cu cele văzute în exemplele din natură, dar eforturile lor au fost zădărnicite.
Ma Qian, profesor la Universitatea RMIT, a explicat într-o declarație: „În mod ideal, stresul din toate materialele celulare complexe ar fi distribuit uniform. Cu toate acestea, în majoritatea topologiilor, este tipic ca mai puțin de jumătate din material să suporte în principal sarcina de compresiune, în timp ce volumul mai mare de material să fie nesemnificativ din punct de vedere structural”. Cu toate acestea, ceea ce a făcut diferența în acest caz sunt soluțiile inovatoare fără precedent pe care le oferă imprimarea 3D. Qian a adăugat: „Am proiectat o structură de zăbrele tubulară goală, care are o bandă subțire în interior. Aceste două elemente împreună arată o rezistență și ușurință nemaivăzute împreună în natură. Prin fuzionarea eficientă a două structuri de rețea complementare pentru a distribui uniform stresul, evităm punctele slabe în care stresul este concentrat în mod normal”.
Pentru a crea acest nou material miraculos, Qian și colegii săi și-au imprimat designul 3D la Advanced Manufacturing Precinct a RMIT, folosind o tehnică numită „fuziune cu strat de pulbere laser”. Această metodă topește straturi de pulbere metalică folosind fascicule laser de mare putere. Rezultatul a fost un cub de zăbrele de titan care a fost cu 50% mai puternic decât aliajul de magneziu WE54, cel mai puternic cu o densitate similară. Noua structură reduce tensiunea concentrată în punctele slabe ale rețelei la jumătate.
Noul metamaterial este extraordinar de puternic și ar putea schimba jocul pentru multe industrii majore de producție. Structura, un design cu zăbrele duble, are și capacitatea de a devia orice fisuri care s-ar putea forma, astfel încât acestea să nu-și reducă rezistența. Structura poate fi scalată după cum este necesar, de la câţiva milimetri până la structuri mari de câțiva metri, folosind diferite tipuri de imprimante.
Echipa intenționează acum să-și rafineze materialul și să exploreze aplicarea acestuia în medii cu temperaturi mai ridicate. În prezent, cubul de titan poate rezista la temperaturi de până la 350°C, dar cercetătorii cred că îl pot face să reziste la temperaturi de până la 600°C. Acest lucru l-ar face un material excelent pentru industria auto, în ingineria aerospațială și în construcţia de drone de stingere a incendiilor. Cu toate acestea, tehnologia necesară pentru realizarea noului material nu este încă disponibilă pe scară largă, așa că adoptarea poate dura timp.
Sursa: articolul „Titanium Multi-Topology Metamaterials with Exceptional Strength” / wiley.com
ATENTIE! Intrucat nu toate sursele sunt de incredere si, uneori, este foarte greu pentru a fi verificate, unele articole de pe site-ul lovendal.ro trebuie sa fie luate cu precautie. Site-ul acesta nu pretinde ca toate articolele sunt 100% reale, scopul fiind acela de a prezenta mai multe puncte de vedere si opinii asupra unui anumit subiect (chiar daca acestea par a fi contradictorii). Asadar, erorile si ambiguitatile nu pot fi excluse complet. Prin urmare, nu ne asumam nicio responsabilitate pentru actualitatea, acuratetea, caracterul complet sau calitatea informatiilor furnizate. Utilizatorii folosesc continutul acestui site pe propriul risc.

Author: admin
Administrator site omenirea.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *