Материал из никеля оказался прочнее титана и легче воды
Изображение структуры «металлической древесины» полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии
© James H. Pikul et. al./Scientific Reports 2019
Международная группа ученых из США, Турции и Великобритании создала новый материал на основе никеля. Он содержит огромное число пор, по прочности превосходит титан, а по легкости — воду. Статья ученых опубликована в журнале Scientific Reports.
Пористые материалы уже давно вызывают интерес у ученых. Большое количество пор позволяет значительно уменьшить плотность вещества, при этом сохранив достаточную прочность его структуры. Новый материал, разработанный учеными трех разных стран, имеет плотность, сравнимую с древесиной, поэтому получил название «металлическая древесина».
«Мы называем это "металлическим деревом" не только благодаря его плотности, которая примерно сравнима с древесиной, но и благодаря его "клеточной" природе, — говорит профессор Пикуль, ведущий автор исследования. — Взгляните на фрагмент дерева под микроскопом. Что вы видите? Какие-то части толстые и плотные, они созданы, чтобы удерживать структуру. Какие-то части пористые и созданы для выполнения особых биологических функций, таких как транспорт питательных веществ. Наш материал очень похож на эти биологические объекты».
Для создания материала ученые использовали в качестве матрицы полые сферы из полистирола диаметром от 260 до 930 нанометров. Путем самосборки они образовали гранецентрированную кубическую решетку на поверхности пластины, состоящей из золота и хрома. Затем, предварительно нагрев полистирольные частицы для увеличения их стабильности, ученые нанесли на подложку 99,99% никель с помощью электроосаждения. Получившуюся структуру исследователи промыли в тетрагидрофуране, чтобы растворить сферы из полистирола.
«Металлическая древесина» оказалась состоящей из пор до 70% и имела твердость от 90 до 880 мегапаскаль в зависимости от доли полостей в структуре. В следующих работах ученые планируют попробовать включить в структуру никелевого материала другие более легкие металлы и модифицировать технологию синтеза для ее удешевления и массового применения.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.