To, čo sa vedcom z Pensylvánskej univerzity, University of Illinois a University of Cambridge podarilo dosiahnuť, vyčnieva zo všeobecného riadku v tom, že proces vytvárania štruktúrovaného materiálu bol riadený na úrovni jednotlivých atómov. Výsledkom bolo získanie nového materiálu s názvom „kovové drevo“, ktorý je pevnejší ako titán, ale päťkrát ľahší ako nikel, z ktorého je skutočne vyrobený.
Výraz „silnejší ako titán“je určite klišé, ale v tomto prípade je to najčistejšia pravda.
Aj keď samotný titán by mohol byť desaťkrát silnejší, keby jeho štruktúra bola ideálna. Tajomstvo sily nového materiálu je možné vidieť v obyčajných lesoch. Čistá celulóza, ktorá je sama osebe mäkkým materiálom, získava pomerne vysokú pevnosť, keď sa formuje do štruktúry dreva. A niektoré z typov umelých celulózových materiálov sú pevnosťou porovnateľné s najhoršou oceľou.
Mimochodom, vedci, ktorí vytvorili „kovový strom“, nesledovali cieľ vytvoriť tento konkrétny materiál, počas svojho výskumu hľadali a pripravovali nové metódy vytvorenia kovovej pórovitej štruktúry pripomínajúcej štruktúru dreva. V minulosti sa na dosiahnutie tohto účinku používalo penenie roztaveného kovu alebo 3D tlač, pričom sa dosahovala presnosť niekoľkých stoviek nanometrov. Obidve tieto metódy však majú svoje nevýhody, pri napenení je veľmi ťažké dosiahnuť rovnomerné rozdelenie hustoty materiálu a proces 3D tlače je pri použití v priemyselnej výrobe extrémne pomalý.
Podľa predchádzajúcich štúdií hrá redukcia veľkosti jeho štruktúrnych jednotiek kľúčovú úlohu pri zvyšovaní pevnosti materiálu. Vedci to dokázali pomocou plastových nanočastíc s veľkosťou niekoľkých desiatok nanometrov, ktoré boli rovnomerne premiešané vo vode. Keď sa voda odparuje, sú tieto sférické častice usporiadané vo forme geometricky pravidelnej štruktúry, po ktorej je galvanicky nanesená vrstva niklu na ich povrchu, ktorá postupne vypĺňa celý priestor medzi časticami. Potom sa plast odstráni rozpustením a zostane sieťka z najjemnejších kovových mostov. Faktor plnenia priestoru kovom nepresahuje 30 percent, zostávajúcich 70 percent padá na dutinu a to postačuje na to, aby výsledný materiál mal hustotu, ktorá mu umožňuje vznášať sa na hladine vody.
Až donedávna sa vedcom podarilo vytvoriť vzorky „kovového dreva“vo forme fólie s rozlohou približne jeden centimeter štvorcový. A samotný proces výroby takéhoto materiálu je mimoriadne drahý. Ďalší výskum je však zameraný na zníženie ceny materiálu zvýšením objemu výroby. Súbežne s tým vedci skúmajú vlastnosti „kovového dreva“a jeho správanie pod vplyvom extrémneho mechanického namáhania.
Propagačné video:
Ďalším zaujímavým potenciálom tejto technológie je to, že prázdny priestor v kovovej štruktúre môže byť vyplnený iným materiálom. Kovová konštrukcia naplnená kvapalným alebo tuhým elektrolytom sa môže prirodzene stať prvkom veľmi veľkej akumulačnej batérie, ktorá môže napájať zariadenie, v ktorom je zabudovaná, po veľmi dlhú dobu.