Ultralätt metallskum tål törnar
av Ragnhild Artimo Forum 2011-12, sida 42, 20.12.2011
EE FORUM FÖR EKONOMI OCH TEKNIK
VETENSKAP
NR 12 201 tralatt metallskum tå
RAGNHILD ARTIMO TEXT
Tänk ett material som är hundra gånger lättare än frigolit/styrox, lättare än tidigare rekordet aerogel (som är skört) - och som består av pyttesmå förenade metallrör. Detta metallskum är världens hittills lättaste material och presenterades 18 november i science. Materialet har på uppdrag av amerikanska försvaret tagits fram av ett forskarteam vid HRL LABORATORIES (tidigare HUGHES RESEARCH LABORATORIES grundat av HOWARD HUGHES), UNIVERSITY OF CALIFORNIA OCh CALTECH.
Materialet har inget namn, men genom sina unika egenskaper en lång rad potentiella tilllämpningar. Dess mikroarkitektur är inspirerad av lätta superstarka byggnadskonstruktioner som Eiffeltornet och Golden Gate-bron. Det består av ett mikrogitter där merparten volym är luft och bara 0,01 procent fast ämne - ett 3Dkorsverk av diagonalställda förenade rör med diametern 100 mikrometer och väggtjockleken 100 nanometer (en tusendel av ett hårstrå).
Patenterad process. Framställningsprocessen är en innovation av ALAN J. JACOBSEN vid HRL. Materialet får sin struktur av ett tredimensionellt korsverk av fotopolymer. Flytande fotopolymer i ett kärl exponeras genom en hålmatris för UV-strålning från flera källor, härdas av UVljuset, och bildar på några minuter en tredimensionell struktur enligt matrisens mönster. Över denna hälls flytande nickelfosforlegering med sådan precision att ett 100 nm tjockt metallskikt på polymerstommen bildas; därefter etsas polymeren bort, kvar blir mikrogittret av tunna metallrör.
Tidigare luftinnehållande metalliska material har framställts genom inblåsning av gasbubblor i flytande metall, men bubblorna har varit slumpartade och inte medgett kontrollerade materialegenskaper.
Ingen massprodukt. Tills vidare ställer forskarteamet inte i sikte massproduktion av materialet - framställningsmetoden är inte kostnadseffektivistora volymer - men framhåller att konceptet kan generera andra versioner med av > MIKROGITTER AV
TUNNA NICKELRÖ = Världens lättaste material väger o,9 milligram per kubikcentimeter och består till 99.99 procent av luft.
sm Detharstruk turen av ett mikro gitter, ett regelbun- h det 3D-korsverk a diagonalt sicksack ställda nickelfos forrör med diametern 100 mikrometer och 100 nanometer tunna väggar.
sm Materialet kan sammanpressas med över 50 procent och återtar ändå sin ursprungliga form.
sm Det är energi- och chockabsorberande, dämpar stötar, tryckvågor och ljud, och har värme- och vibrationsisolerande egenskaper. = Processen för framställning av mikrogittret utvecklades av ALAN J. JACOBSEN vid HRL och är patenterad.
= Detultralätta metallmaterialet har utvecklats för DArPA, Defense Advanced Research Project Agency.
tOrnar
NÄSTAN LIKA LÄTT SOM LUFT. Världens lättaste material ä ett metallskum som är starkt, elastiskt och absorberar energi, stötar, tryck och ljud.
stamp i samma mikrogitterlösning - med andra utgångsämnen.
Och vad ska parpa (se faktarutan) använda det ultralätta starka materialet till? På basis av dess elasticitet och andra egenskaper: för per sonskyddsutrustning vid explosioner och för att dämpa tryckvågor och stötar. Materialets kapaciteter gör det även idealiskt för ljud- och värmeisolering, vibrationsdämpning och kanske batterielektroder och katalysatorunderlag.