Ученые разработали новую технологию производства сверхлегких металлических пенопластов, которые способны защитить автомобиль при столкновении, поглотить ударные волны от взрыва или облегчить несущие конструкции. Характеристики пены можно настраивать в зависимости от требований и использовать за основу полимерные материалы.
Материаловедов из Саарского университета вдохновил один из самых уникальных природный материалов – кость, которая обладает высокой прочностью, выдерживает большие нагрузки, но невероятно легкая. Хотя существующие пенометаллы также имеют небольшую массу, но они не эластичны, имеют слабую структуру, а процесс их производства очень сложный и дорогой.
Исследователи смогли решить большинство этих проблем, разработав эффективную технологию нанесения специального нанокристаллического покрытия на внутреннюю поверхности решетчатой структуры с открытыми порами. После такой обработки материал становится более прочным и твердым, благодаря чему способен выдерживать даже экстремальные нагрузки.
Покрытие наносится в гальванической ванне. Для того чтобы добиться равномерного распределения по всей внутренней поверхности и преодолеть эффект клетки Фарадея, исследователи использовали специальную анодную клетку.
Изготовленные таким образом металлические пенопласты имеют низкую плотность, большую площадь поверхности и малый объем. Это позволяет использовать их в качестве мобильных барьеров для защиты от ударных волн, взрывов, теплозащитных или звукопоглощающих экранов, а также для облегчения несущих конструкций в автомобилях, самолетах.
Сначала ученые в качестве основы использовали алюминий, но затем начали экспериментировать с другими металлами и полиуретаном. Технология является универсальной, позволяя обрабатывать различные типы пенистых материалов и регулировать толщину покрытия, оптимизируя характеристики.
Напомним, что недавно исследователи разработали способ прочной сварки стекла с металлом.
текст: Илья Бауэр, фото: Oliver Dietze/ Saarland University