Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Пенсильванского университета разработали материал, названный «металлической древесиной» за счет сходства с природным деревом. Он совмещает в себе такие свойства, как пористость, уменьшенная плотность, небольшой вес наряду с прочностью, характерной для металлов. Над созданием материала инженеры работали три года. Их целью было создание аналога дерева – одного из наиболее универсальных строительных материалов, с устранением основных его недостатков.
«Металлическая древесина» – это новая, улучшенная разновидность пористого металла. Она представляет собой решетку, состоящую из никелевых распорок наноразмера и регулярно расположенных пор в виде ячеек. Такая конструкция позволяет снизить плотность материала без ущерба для прочности.
Зазоры имеют особое расположение, благодаря которому металл приобретает не только высокую прочность при небольшой массе, но и уникальные оптические свойства. Дело в том, что все поры находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Эта дистанция соответствует длине волн видимого света. Поэтому поверхность металла получается светящейся (переливается радужными оттенками) и может быть использована в качестве датчика.
Попытки создать «металлическую древесину» предпринимались и ранее. Но только теперь ученым удалось решить главную проблему, которая мешала изготавливать материалы больших размеров. Она заключается в образовании инвертированных трещин, которые появлялись при использовании миллионов частиц наноразмера. Таким образом, оптимизированная технология позволяет собирать металлические полосы на площадях, в 20 тыс. раз превышающих прежние результаты.
Свойства «металлической древесины» позволяют отнести ее к категории нанопористых материалов. Это группа материалов, зазоры которых по размеру находятся в нанодиапазоне. Большинство из них являются мембранами, сорбентами и катализаторами. Нанопористые материалы разделяют на две большие группы: мембраны и объемные материалы.
Например, широко известный активированный уголь – это объемный пористый материал. А «металлическая древесина» имеет большие перспективы использования в качестве различных мембран, гибких датчиков и защитных покрытий.
Пористый металл в большем масштабе на основе алюминиевого сплава создан и запатентован в 2017 году. Материал представляет собой две цельные
пластины, между которыми находится пористый металлический слой. Разработка имеет те же преимущества: высокую прочность, жесткость и небольшой вес.
