Новые ультра-прочные и легкие композитные материалы

Не так давно исследователи из технологического института Карлсруэ (KIT) заявили о разработке новых легких стройматериалов, которые обладают исключительной стойкостью за счет их микроструктуры.

Действительно, как заявляют ученые, плотность новых материалов ниже плотности воды, но при всем этом их устойчивость и прочность по отношению к весу превосходит аналогичные показатели таких материалов, как высококачественная сталь или же алюминий. Система легких стройматериалов создана по образу и подобию каркасной структуры костей и оболочки медовых сот.

Впрочем, сами исследователи еще сравнивают систему новых материалов с рамочной структурой фахверковых зданий, которая состоит из горизонтальных, вертикальных и диагональных распорок. Только в отличие от балок зданий, «балки» мат-ла имеют толщину всего 10 микрометров. В следствии этого конструктивный элемент материала имеет размеры около 50 микрометров по ширине и высоте. Немного изогнутые стены в структуре материала предотвращают деформацию и потерю устойчивости. Исследователи заявляют, что материал сможет выдерживать существенные нагрузки – согласно проведенным экспериментам, имея плотность 810 кг на куб. м, он разрушается только при давлении 28 кг. на квадратный мм.

Для производства легких стройматериалов исследователи применяли технологию трехмерной лазерной стереолитографии. Лазерные лучи полимеризуют микроструктуру из фоточувствительного материала (фоторезиста). Далее эта структура покрывается керамическим материалом путем осаждения из газовой фазы. Полученные структуры подвергались сжатию в пресс-форме для проверки их устойчивости.

Как полагают научные работники, новые микро-структурированные мат-лы могут быть приняты на вооружение в качестве изоляционных или же амортизационных материалов. Помимо всего этого, благодаря системы с открытыми порами, они могут выступать в качестве фильтров в химической промышленности.