Ячеистый пластик со стальной прочностью оказался легче воды

04.02.2014 технологии

Ученые из Технологического института в Карлсруэ создали ячеистый композитный пластиковый материал, который обладает прочностью, сравнимой со сталью, и при этом легче воды. Описание материала опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о нем пишет The Conversation.

Получить новый материал удалось с помощью использования особого 3D-принтера, который работает по принципу лазерной литографии. В нем полимеризация вещества происходит под действием сфокусированного лазерного света. Использование точных линз позволяет получить структуры с нанометровым характерным размером ячеек. После печати на принтере материал дополнительно покрывали 50-нанометровым слоем оксида алюминия, что сильно увеличивало его прочность.

Ключевым отличием нового материала является регулярная ячеистая структура. Именно она позволила ученым добиться уникального сочетания прочности и легкости. Сплошные материала почти всегда тяжелее воды, а в более легких материалах (пенах) ячеистая структура почти всегда нерегулярна. Эта нерегулярность при сжатии ведет к преимущественному сгибанию, а не растяжению элементов конструкции. Новый материал имеет регулярную ячеистую структуру, поэтому при сжатии его отдельные элементы сначала растягиваются, что делает материал значительно прочнее обычных пен. По словам авторов, новый материал напоминает губчатую кость, в которой квази-регулярная структура тоже приводит к преимущественному растяжению, а не сгибанию элементов конструкции.