Ono što su uspjeli učiniti znanstvenici sa Sveučilišta u Pennsylvaniji, Sveučilišta Illinois i Sveučilišta u Cambridgeu ističe se iz općeg reda u tome što je proces stvaranja strukturiranog materijala bio kontroliran na razini pojedinačnih atoma. I kao rezultat toga, dobiven je novi materijal, nazvan "metalno drvo", koji je jači od titana, ali pet puta lakši od nikla, od kojeg je zapravo izrađen.
Izraz "jači od titana" zasigurno je klišej, ali u ovom slučaju to je najčišća istina.
Iako bi sam titan mogao biti 10 puta jači, ako je njegova struktura bila idealna. Tajna snage novog materijala može se vidjeti u običnim šumama. Čista celuloza, koja je sama po sebi mekani materijal, stječe prilično visoku čvrstoću kad se formira u drvenu strukturu. A neke su vrste umjetnih celuloznih materijala po snazi usporedive s ne najgorim čelikom.
Usput, znanstvenici koji su stvorili "metalno stablo" nisu slijedili cilj stvaranja upravo ovog materijala, tijekom svojih istraživanja tražili su i razrađivali nove metode stvaranja metalne porozne strukture koja nalikuje strukturi drva. U prošlosti se za postizanje tog učinka koristilo rastaljeno metalno pjenjenje ili 3D ispis, osiguravajući točnost od nekoliko stotina nanometara. Međutim, obje metode imaju svoje nedostatke, pjenjenjem je vrlo teško postići ravnomjernu raspodjelu gustoće materijala, a postupak 3D ispisa izuzetno je spor za upotrebu u industrijskoj proizvodnji.
Prema prethodnim studijama, smanjenje veličine njegovih strukturnih jedinica igra ključnu ulogu u povećanju čvrstoće materijala. Istraživači su to uspjeli uporabiti plastične nanočestice, nekoliko desetina nanometara, ravnomjerno pomiješane u vodi. Kad voda ispari, ove sferne čestice se poredaju u obliku geometrijski pravilne strukture, nakon čega se na površini nikla galvanski nanosi sloj nikla, koji postupno popunjava cijeli prostor između čestica. Nakon toga, plastika se uklanja otapanjem i ostaje mreža najfinijih metalnih mostova. Faktor punjenja prostora metalom ne prelazi 30 posto, preostalih 70 posto pada na prazninu, a to je dovoljno da rezultirajući materijal ima gustoću koja mu omogućuje da pluta na površini vode.
Do nedavno su znanstvenici uspjeli stvoriti uzorke "metalnog drva" u obliku folije, površine oko jedan kvadratni centimetar. A sam postupak stvaranja takvog materijala izuzetno je skup. Međutim, daljnja su istraživanja usmjerena na to da se materijal pojeftini povećanjem količine proizvodnje. Paralelno s tim, znanstvenici istražuju svojstva "metalnog drva" i njegovo ponašanje pod utjecajem ekstremnog mehaničkog naprezanja.
Promotivni video:
Još jedan zanimljiv potencijal ove tehnologije je da se prazan prostor u metalnoj konstrukciji može ispuniti drugim materijalom. Prirodno, metalna konstrukcija napunjena tekućim ili čvrstim elektrolitom može postati element vrlo velike baterije za pohranu koja može napajati uređaj u kojem je ugrađena vrlo dugo.
