Слика изнад металне решетке која сједи на глави маслачка без ометања једног перастог наставка може изгледати Пхотосхоппед. Али није. Права је фотографија једног од занимљивијих догађаја у новијој науци о материјалима - металне „микро решетке“ која је 100 пута лакша од стиропора.
„То је у основи 99, 9 одсто ваздуха“, каже Сопхиа Ианг, истраживачица у ХРЛ Лабораториес, где је пронађена микро решетка.
Научници за прављење металне микро решетке почињу са полимерном структуром. Ова структура је створена сјајем ултраљубичастог (УВ) светла кроз филтер на течни полимер. Процес формира очврснуту 3Д структуру готово тренутно. У зависности од хемијског састава полимера, резултирајућа структура може бити мека или крута, лагана или тешка. Ове микро-решеткасте структуре имају различите могућности коришћења - мекана полимерна микро решетка може бити корисна, на пример, за стварање удобних, али изузетно заштитних кацига за бицикле.
„Осјећа се скоро као пјена за памћење“, каже Ианг.
Да би се створила метална конструкција на слици маслачка, полимерна структура обложена је изузетно танким слојем никла - дебљине око 100 нанометара или 1000 пута тањим од људске длаке. Затим се користи хемијско једињење за растварање полимера унутар никла. Резултат је серија шупљих цеви.
Структура опонаша састав костију, које су споља круте, али изнутра углавном шупље.
Истраживачи на ХРЛ-у раде на микро решетки од 2007. године, када је први пут креиран поступак стварања полимерне микро решетке. Ианг и други од тада раде на повећању производа - први комад полимерне микро решетке био је око 1 инч до 1 инч, док су новије структуре дугачке чак 5 стопа - и развиле су додатне процесе, попут металне облоге .
Како су ХРЛ у заједничком власништву Боеинга и Генерал Моторса, истраживачи су се фокусирали на ваздухопловне и аутомобилске апликације за микро решетке. Јанг каже да би једна од најперспективнијих потенцијалних примена могла бити у ваздухопловству, где би од ултра лаких металних решетки могли да се направе различити делови конструкције авиона. То би могао бити било који дио авиона који „треба бити лаган, а опет конструктивно издржати оптерећење“, каже Ианг.
Ово укључује под, таваницу, зидове галерије, зидове захода и још много тога. Ове структуре се обично праве од сендвич-панела са сатима, чврсте плоче материјала „сендвича“ шуплих шестерокутних стубова налик на саће. Сандвицх панели са сатима широко се користе због своје снаге и лагане природе. Али метална микро решетка је далеко лакша. Замјена сендвич плоча са сатом микро решетком могла би учинити авионе знатно лакшим, што значи да ће им требати мање горива. Ово има велике еколошке предности, као и економске. Исти принцип могао би се применити и на аутомобиле, па чак и на свемирске бродове - ХРЛ је недавно употребљен за рад са НАСА-ом на следећој генерацији свемирског лансирања, израђујући ултра лагане плоче за труп возила. Истраживачи процењују да би њихови материјали могли смањити тежину возила за чак 40 процената.
"Лагани и мултифункционални материјали и структуре једно су од НАСА-иног највишег фокусног подручја које могу имати највећи утицај на будуће НАСА-ине мисије у истраживању људи и роботика", рекао је Стеве Јурцзик, администратор НАСА-ине Дирекције за свемирску мисију, у НАСА-овом саопштењу за медије. "Ове напредне технологије су нам неопходне да бисмо могли да лансирамо јаче, али лакше, свемирске летелице и компоненте док истражујемо астероид и на крају Марс."
Много даље на путу метална микро решетка могла би имати медицинску употребу. Јанг каже да су малене цевчице потенцијално искоришћене као вештачка плућа.
Дисање кроз исти материјал који је кориштен за изградњу ракетних бродова: сада то живи у будућности.
