Ученые научились создавать прочные пористые металлические монолиты из нанопроволок, которые содержат такое же или меньшее количество атомов на единицу объема, что и воздух. Они настолько легкие, что даже комар может передвигаться с фрагментом на спине, который больше него самого.
Материаловеды из Ливерморской национальной лабораторией им. Лоуренса искали различные металлы сверхнизкой плотности, которые можно использовать в качестве мишеней для лазерных источников рентгеновского излучения в своих экспериментах. Исследования проводились в течение десяти лет, но только недавно им удалось добиться нужного качества проволочной структуры без вспомогательного каркаса.
Для этого команда замораживает нанопроволоки внутри специальной формы, заполненной смесью воды и глицерина. После затвердевания структуры, нанопроволока выглядит как случайно связанная сетка.
Далее материал извлекают из формы и удаляют замерзшую воду, заменяя ее ацетоном, который затем растворяется в процессе сверхкритической сушки с использованием жидкого углекислого газа, оставляя только металл и воздух. Этот процесс препятствует усадке крошечных пор, что может повредить хрупкую структуру металлической пены сверхнизкой плотности.
На фото образец сверхлегкой металлической пены свисает на одной нити паутины.
Ученые уже изготовила монолиты из меди и серебра, а сейчас работают с золотом и оловом, поскольку при использовании других металлов возникают новые технические проблемы. Они также продолжат экспериментировать с концепциями сверхлегких структур.
Недавно материаловеды также разработали технологию производства сверхлегких и очень прочных металлических пенопластов.
текст: Илья Бауэр, фото: Lawrence Livermore National Laboratory