Obrázek, nahoře, kovové mřížky sedící na hlavě pampelišky, aniž by narušil jediný choulostivý chomáč, může vypadat jako Photoshopped. Ale není to tak. Je to skutečná fotografie jednoho z nejzajímavějších vývojů v nedávné vědě o materiálech - kovová „mikrotextura“, která je 100krát lehčí než polystyren.
"Je to v podstatě 99, 9 procenta vzduchu, " říká Sophia Yang, výzkumnice v HRL Laboratories, kde byla vynalezena mikrotlač.
Vědci začínají polymerní strukturou, aby vyrobili kovovou mikrotexturu. Tato struktura je vytvořena zářícím ultrafialovým (UV) světlem přes filtr na tekutý polymer. Proces tvoří téměř okamžitě vytvrzenou 3D strukturu. V závislosti na chemickém složení polymeru může být výsledná struktura měkká nebo tuhá, lehká nebo těžká. Tyto struktury z mikrolatiny mají samy o sobě řadu potenciálních použití - měkká polymerní mikrolatice může být užitečná například pro vytvoření pohodlných, ale extrémně ochranných přileb pro jízdní kola.
"Je to skoro jako paměťová pěna, " říká Yang.
K vytvoření kovové struktury na obrázku pampelišky je polymerní struktura potažena extrémně tenkou vrstvou niklu - asi 100 nanometrů tlustou nebo 1 000krát tenčí než lidské vlasy. Potom se k rozpuštění polymeru uvnitř niklu použije chemická sloučenina. Výsledkem je řada dutých trubek.
Struktura napodobuje složení kostí, které jsou zevně tuhé, ale většinou uvnitř duté.
Vědci na HRL pracují na mikrolattice od roku 2007, kdy byl poprvé vytvořen proces vytváření polymerní mikrottice. Yang a další se od té doby snažili rozšířit produkt - první kus polymerní mikrotříště byl asi 1 palec x 1 palec, zatímco novější struktury byly až 5 stop - a vyvíjely další procesy, jako je pokovování kovem .
Vzhledem k tomu, že HRL je ve společném vlastnictví společností Boeing a General Motors, zaměřili se vědci na letecký a automobilový průmysl pro výrobu mikrotisků. Jedním z nejslibnějších možných využití by mohlo být letectví, říká Yang, kde by různé části struktury letounu mohly být vyrobeny z ultralehké kovové mikrotříže. Může to být jakákoli část letounu, která „musí být lehká a přitom konstrukčně odolná nákladu, “ říká Yang.
Patří sem podlaha letadla, strop, kuchyňské stěny, záchodové stěny a další. Tyto struktury jsou obvykle vyrobeny z voštinových sendvičových panelů, pevných listů materiálu „sendvičových“ dutých hexagonálních sloupců připomínajících voštinu. Voštinové sendvičové panely se široce používají pro svou pevnost a lehkou povahu. Kovová mikrotextura je ale mnohem lehčí. Výměna voštinových sendvičových panelů za mikrotvůrku může způsobit, že letadla budou výrazně lehčí, což znamená, že budou potřebovat méně paliva. To má významné environmentální i ekonomické výhody. Stejný princip by mohl platit pro automobily a dokonce i pro kosmické lodě - HRL byl nedávno využit pro práci s NASA na příští generaci kosmického nosiče, vyrábějící ultra lehké panely pro trup vozidla. Vědci odhadují, že jejich materiály by mohly snížit hmotnost vozidla až o 40 procent.
„Lehké a multifunkční materiály a struktury jsou jednou z hlavních oblastí zájmu NASA, které mohou mít největší dopad na budoucí mise NASA při výzkumu člověka a robotů, “ uvedl Steve Jurczyk, administrátor ředitelství NASA Space Technology Mission Directorate, v tiskové zprávě NASA. "Tyto pokročilé technologie jsou nezbytné pro to, abychom mohli vypustit silnější, ale lehčí, kosmické lodě a součásti, když se podíváme na průzkum asteroidu a případně Marsu."
Mnohem dále po silnici by kovová mikrotextura mohla mít lékařské využití. Drobné zkumavky mohou být použity jako umělé plíce, říká Yang.
Dýchání skrz stejný materiál, jaký se použil při stavbě raketových lodí: nyní to žije v budoucnosti.
