Den Letteste Metal Er Endda 99,9 Procent Luft

{h1}

Hvordan opbygger du verdens letteste metal? Gør det primært fra luft, ifølge forskere.

Hvordan opbygger du verdens letteste metal? Gør det primært fra luft, ifølge forskere.

Materialet, kendt som en "microlattice", blev udviklet af forskere ved HRL Laboratories i Malibu, Californien, som er ejet af Boeing og General Motors. Den nye microlattice består af et netværk af små hule rør og er cirka 100 gange lysere end Styrofoam.

For at spare brændstof stræber rumfarts- og bilindustrien konstant til at gøre deres materialer så lette som muligt uden at ofre strukturelle integritet. Processen, der bruges til at opbygge de nye mikrolater, rummer stort løfte, siger forskerne, fordi de skabte materialer ikke kun er utrolig lette, men også meget stærke. [Humanoid Roboter til Flyvogne: 10 Koldeste DARPA Projekter]

Boeing udstillede materialet i en nylig video ved at demonstrere, hvordan et lille stykke metalmikrolattice kunne afbalanceres oven på en delikat mælkebøttefrøhoved.

"Folk tror, ​​det skal være metallet, der er den lette del, så de antager, at vi lavede en ny legering," sagde Sophia Yang, en kemiker ved HRL Laboratories. "Det var faktisk lavet af nikkelfosfor, et meget kendt metal, men vi er i stand til at konstruere, hvordan metallet er bygget for at skabe en struktur, som stadig kan stå for sig selv, men vær så let at den kan sidde på toppen af en mælkebøtte og ikke forstyrre den. "

Materialets bemærkelsesværdige egenskaber er baseret på de samme principper, som giver Eiffeltårnet mulighed for at understøtte en skyskraberstørrelsesstruktur i en brøkdel af vægten af ​​en konventionel bygning. HRLs innovation var at oversætte disse principper til meget små skalaer.

Mikrolattice netværk af sammenhængende hule rør efterligner strukturen af ​​brostøtter, siger forskerne. Men i dette tilfælde er rørets vægge kun 100 nanometer tyk - 1000 gange tyndere end bredden af ​​et menneskehår - hvilket betyder at materialet er 99,99 procent luft.

Strukturen er bygget ved hjælp af en innovativ tilsætningsfremstillingsproces, der ligner 3D-udskrivning. Men mens 3D-udskrivning opbygger strukturer lag for lag, bruger løsningen udviklet af HRL Labs specielle polymerer, der reagerer på lys for at danne hele strukturen på én gang.

Ved at skinne ultraviolet lys gennem et specielt mønstret filter på polymerens flydende form kan et sammenkoblet tredimensionelt gitter dannes i sekunder. Denne struktur kan derefter belægges med et stort udvalg af metaller, keramik eller kompositter (afhængigt af applikationen), inden polymeren opløses, hvilket efterlader en mikrolat af tilsluttede hule rør.

Forskere kan variere strukturens stivhed ved at justere polymerens kemiske makeup eller justere filterets mønster. Det betyder, at de kan skabe både meget fleksible strukturer, der er egnet til skadeabsorption og meget stærke, der er designet til at yde strukturel støtte, fortalte Yang WordsSideKick.com.

"Måden vi ser denne teknologi vokser er som en grundlæggende fremstillingsproces. Den kan anvendes til en række forskellige applikationer," sagde hun. "Vi arbejder på at opskalere processen virkelig. Vi gør F & U, men disse materialer kan ikke blive i laboratoriet - vi skal udarbejde, hvordan man gør dem i større målestok."

Boeing samarbejder med NASA og Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), afdeling af US Department of Defense, der er ansvarlig for udviklingen af ​​avancerede militære teknologier, til at opbygge nye materialer til rumfartøjer og hypersoniske køretøjer. Det lette metal kunne også bruges i projekter, der sigter mod at udvikle næste generations dele til laboratoriens medejere.

I en lovende forskningsvejen anvendes mikrolitter i de såkaldte sandwichstrukturer, der er blevet standard for letvægtsdesign i luftfartsindustrien. Ved at fastgøre tynde plader af stiv materiale til en tyk, men letvægts kerne, er det muligt at skabe meget stive strukturer, der ikke er tunge, fortalte forskerne.

Normalt fremstilles kernerne i disse strukturer ved hjælp af skum eller lette materialer, der er anbragt i et simpelt honeycomb-mønster, men ved hjælp af en mikrolattice kunne i stedet ikke kun reducere vægten, men også drastisk øge styrken af ​​strukturerne. Dette er fokus for HRL Labs arbejde med NASA og DARPA.

På trods af løftet om microlattice-tilgangen siger Yang, at det sandsynligvis vil være år før metallet kan anvendes bredt i kommercielt omfang, fordi der er strenge regler om luftfart og bilmaterialer. Men fordi microlattice-fremstillingsprocessen er både hurtig og billig, er hun overbevist om, at det ultralette vægt metal snart kunne være almindeligt.

"Det er omkostningskonkurrerende med nogle af de materialer og fremstillingsprocesser, der kræves for eksisterende bildele, de vil erstatte," sagde Yang. "Og hvis det bliver billigt nok til at gå i en bil, skal det bestemt være billigt nok til at gå i en flyvemaskine."

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: You Bet Your Life: Secret Word - Light / Clock / Smile.




Forskning


Lab-Grown Bones? De Kunne Gøre Smertefulde Grafts Historie (Op-Ed)
Lab-Grown Bones? De Kunne Gøre Smertefulde Grafts Historie (Op-Ed)

Utrolig Teknologi: Sådan Redder Du Skibsvrag
Utrolig Teknologi: Sådan Redder Du Skibsvrag

Videnskab Nyheder


Måling Af Bjergernes Opkomst Er Først
Måling Af Bjergernes Opkomst Er Først

Usunde Vaner Ødelægger Dit Sexliv
Usunde Vaner Ødelægger Dit Sexliv

Kunne Boeings 'Starliner' Rumfartøjer Være Et Næste Skridt For At Nå Månen Og Ud?
Kunne Boeings 'Starliner' Rumfartøjer Være Et Næste Skridt For At Nå Månen Og Ud?

Første Solidt Tegn, At Sagen Ikke Virker Som Antimateriel
Første Solidt Tegn, At Sagen Ikke Virker Som Antimateriel

Hul I Ozonlag Krymper 30 Procent
Hul I Ozonlag Krymper 30 Procent


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com