iPon Hírek

Acél erősségű, víznél könnyebb anyagot hoztak létre

Dátum | 2014. 02. 05.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az anyagkutatás fajunk fejlődésének kezdete óta nagyon fontos szerepet töltött be a civilizáció alakulásában, még ha annak idején nem is hívta senki így a különféle anyagok felhasználásával kísérletező törekvéseket. A kőkorszak, a bronzkor, a vaskor után a 21. századot molekuláris korként is szokás emlegetni, hiszen elérkezett az az időszak, amikor a szakértők atomi szinten befolyásolják a különféle anyagok összetételét és szerkezetét, hogy különleges tulajdonságú matériákat hozzanak létre. Ezt tette a Karlsruhei Műszaki Egyetem kutatója, Jens Bauer is, aki kollégáival létrehozott egy olyan, csonthoz hasonló struktúrájú anyagot, amely alacsonyabb sűrűségű a víznél, ereje ugyanakkor eléri az acélét. Az ipari forradalom óta óriási igény van a természetben nem létező, mesterségesen létrehozott anyagokra, amelyeket a legkülönbözőbb célokra szeretnénk felhasználni, kezdve attól, hogy gyorsabb számítógépeket akarunk, egészen odáig, hogy olyan anyagokra van szükségünk, amelyek épségben átvészelik egy másik bolygóra való leszállás procedúráját.
Ezen anyagoknak tehát a legkülönbözőbb elvárásoknak kell megfelelniük, így a szakértőket is eltérő célok vezérlik. Óriási igény van például a flexibilis, eredeti alakjukat szinte bármilyen mértékű deformáló hatás után visszanyerni képes anyagokra, ugyanakkor a „hagyományosabb” pozitív anyagtulajdonságokra is: vagyis továbbra is szükség van olyan matériákra, amelyek erősek, és a legnagyobb teher mellett sem deformálódnak. Ha a létrehozott anyag mindemellett még könnyű és egyszerűen előállítható is, a fejlesztők biztosak lehetnek benne, hogy lesz piaca terméküknek. Kevés olyan szilárd anyag van, amelynek sűrűsége alacsonyabb a víznél, és ezek többsége olyan matéria, amely nagyon finom mikrostruktúrákból, ezek közt pedig lyukakból áll, ahogy a faanyagok egy része és a csont is. A kutatók régóta tisztában vannak azzal, hogy ez a fajta anyagszerkezet nagy teherbírást, ugyanakkor kis tömeget kölcsönöz az anyagnak, a legutóbbi időkig azonban nem állt rendelkezésre olyan technológia, amellyel hasonló struktúrájú, mesterséges anyagokat tudtak volna alkotni.
Bauer egy német cég új típusú lézernyomtatóját használta a feladat végrehajtásához. A Nanoscribe rendszere egy olyan polimert használ, amely fénynek kitéve reakcióba lép, lézere pedig lencsék segítségével rendkívül precízen, és persze nagyon kis területekre irányítható. A tervezett struktúrát a sűrű, folyékony polimerbe „írja bele” a lézer, az anyag megszilárdul, ahol fény éri, a maradék folyadék pedig egyszerűen kimosható a szerkezetből. Bauer az anyag erejének növelése érdekében a struktúrát alumínium-oxiddal vonta be, majd különféle teszteknek vetette alá. A szakértő eltérő szerkezetű mintái közül a legerősebbnek egy hexagonális formákból áll rács bizonyult, amelyet 50 nanométeres alumíniumoxid-bevonat borított. Ez az anyag minden víznél kisebb sűrűségű természetes vagy ember alkotta matériát túlszárnyalt teherbírásában, hiszen 280 MPa nyomást is kibírt, amivel az acél egyes fajtái közt is megállja a helyét. Egyelőre egyetlen „aprócska” probléma van az anyaggal: a Nanoscibe csak mikrométeres mérettartományba eső mintákat képes különféle struktúrájú anyagokká alakítani. Legújabb fejlesztésükkel már a milliméteres tartomány is elérhető, de egyelőre ennél nagyobban nem tűnik megvalósíthatónak az eljárás. Ami tehát az olcsó gyártást és az anyag gyakorlati felhasználását illeti, egy darabig még várni kell, ugyanakkor annak fényében, hogy mennyit fejlődött az elmúlt pár év alatt a 3D-nyomtatás és a lézernyomtatás technológiája, minden remény megvan arra, hogy előbb-utóbb megoldódik a probléma. Ha pedig sikerülne használható méretekben előállítani az anyagot, az számtalan területen alkalmazható lehetne a sílécektől kezdve a repülőiparig.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

19. btomi1980
2014.02.05. 13:10
Megcsináltam a fogpiszkálókból!
Könnyebb, mint egy kg okos-telefon és erősebb, mint a 100.000db összefont pókháló!

Occa ide Nobel díj!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. csiki2
2014.02.05. 13:31
Szerintem a pókhálós részt buktad.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. jursonovic... btomi...
2014.02.05. 13:35
nagyon intelligens és okos ember vagy
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. benczeb90
2014.02.05. 14:07
http://cdn.memegenerator.net/instances/43901462.jpg
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. oiskin
2014.02.05. 14:17
Azért a cikk eléggé ferdít néhol.
Az acéloknál jellemzően húzó és nem nyomószilárdság van megadva. (Közönséges "biliacél" 235 MPa folyáshatárú, azaz itt még nem szakad el, csak maradandó változást szenved. A leggyengébb általam ismert acél 185 MPa folyáshatárú és kb 300-500 MPa-nál szakad el.)
Tény hogy iszonyatos mértékben fejlődik a 3D nyomtatás. Kíváncsian várom mi fog kisülni ezekből a "találmányokból".
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. btomi1980 jurso...
2014.02.05. 14:29
Köszönöm kedves Balázs! Számomra te meg egy igen értékes embernek nevezett ízeltlábú!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. DogTheDog
2014.02.05. 15:52
Eros mint az acel.
Ez biztos Moszkvabol jott egyenesen.
Ezert mar altalanos iskolaban is rank szoltak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. oiskin
2014.02.05. 16:27
Amúgy évtizedek óta tudjuk, hogy a legjobb kialakítás egy rácsos szerkezetnek (ami a képen is látszik) a méhsejt kialakítás. Ezt a dolgot már a természet évezredekkel ezelőtt bizonyította (lásd méhkaptárak), szóval nem igazán meglepő, (legalábbis számomra) hogy ez az elrendezés hozta a legjobb eredményt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. bp123
2014.02.05. 19:35
"Acél erősségű..."
Aham, az ejtőernyő meg gyorsabb mint az autó.
Csak ne Pestről akarj vele Budára menni.
Vagy úgy általában bárhova.

Az acélt bármely irányba húzhatod, nyomhatod, csavarhatod.
Ez csak nyomásra, és ott is csak egyetlen irányban erős.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. pdx06
2014.02.05. 19:57
Hát nemtudom de a víz k.rrva nehéz. Minél több van belőle, annál jobban. Nem volt megadva hogy mennyi víznél?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. r-chee pdx06
2014.02.05. 20:17
Gondolom pölö 1000cm3 víz és 1000cm3 spec. anyag összehasonlításával élve értendő....
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. oiskin pdx06
2014.02.06. 07:56
Meglepődnél akkor mennyi minden nehezebb a víznél. Amúgy sűrűség alapján szokták összehasonlítani, magyarul 1 m3 víz tömege (ami ideális esetben 1000kg) összevetve az adott anyag 1 m3 tömegével. Mondjuk ez általános iskolai alap fizika példa.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. nano
2014.02.06. 11:47
Lényegileg ezt a technikát alkalmazva a Szegedi Biológiai Kutatóközpontban Ormos Pál csoportja már egy csomó mindent elkészített, de ők leginkább néhány 10 mikrométeres motorokat fejlesztettek:
[LINK]
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. oiskin nano
2014.02.06. 12:25
A vicc az az egészben, hogy biológusoknak van idejük olyan témával foglalkozni ami eléggé távol áll az ő területüktől.
Viszont a kutatás előtt le a kalappal, nagyon ötletes mind a téma mind pedig a megvalósítás. És szégyen az hogy ezekről a dolgokról nem igazán lehet itthon hallani.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. NimKorko oiski...
2014.02.06. 13:40
Biotechnológiáról még nem hallottál? Bnőm biotech tanára közelebb állt a számtech és egyéb ipari cuccokhoz, mint a bioszhoz. Szintén Szeged.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2014.02.06. 14:13
Az intézmény neve ne tévesszen meg, rengeteg fizikus, biofizikus dolgozik ott, ezzel is leginkább ők foglalkoztak. Az más kérdés, hogy ezeket a fejlesztéseket biológiai alkalmazásokhoz készítették.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. oiskin NimKo...
2014.02.06. 14:27
Pletykáltak már róla, hogy van valami ilyen tudomány
Csak éppen ez a kutatás polimertechnológia (kémia, anyagtudomány, gépészet), aminek végképpen nincs semmi köze a biológiához. Egyébként mint írtam figyelemre méltó maga a kutatás.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. NimKorko oiski...
2014.02.06. 15:52
Hidd el, hogy nem áll olyan távol a kettő egymástól.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. DogTheDog oiski...
2014.02.06. 15:57
Azert,mert nincs Delta
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!