Ученые MIT изобрели самый легкий и прочный материал в мире

Исследователи из Массачусетский Технологический Институт (MIT) создали новый сверхлегкий супер материал под названием «гироид».

В 1970 году Алан Шон открыл «гироид», бесконечно связанную периодическую поверхность минимума. Исследователи Массачусетского технологического института использовали точное количество тепла и давления для создания лабиринтной и криволинейной структуры, основанной на математической модели.

The Gyroid Источник: Университет Индианы

Известно, что углерод в его различных формах значительно устойчив. Самым сильным материалом, известным человеку до сих пор, является графен, аллотроп углерода, состоящий из толстых плоских слоев атома, с атомами, расположенными в сотовой сети. Известный своей прочностью, тонкостью и уникальными электрическими свойствами, графен не подходит для создания полезных 3D материалов.

Графен
Источник: Extreme Tech

Команда исследователей из Департамента гражданского и экологического строительства Массачусетского технологического института (CEE) обнаружила, что взятие небольших графеновых хлопьев и их сплавление в виде сетчатой ​​структуры помогает сохранить прочность материала. Эксперименты проводились на серии 3D-печатных моделей, чтобы определить, был ли новый материал значительно прочнее графена. Ученые пришли к выводу, что новый материал был почти в десять раз прочнее и всего на 5% плотнее стали. По данным исследования, опубликованного в журнале Science Advances, сопротивление материала обусловлено его невероятным отношением площади поверхности к объему.

Результаты моделирования испытаний на сжатие (вверху слева и i) и испытаний на растяжение (внизу слева и ii) в трехмерном графене. Кредит изображения: Чжао Цинь

Согласно отчетам MIT: «Новые результаты показывают, что важнейший аспект новых трехмерных форм больше связан с их необычной геометрической конфигурацией, чем с самим материалом, что позволяет предположить, что подобные прочные и легкие материалы могут быть сделаны из различные материалы, создавая похожие геометрические элементы. “

Вероятно, невозможно сделать гироид, используя традиционные методы производства, но все еще есть некоторые способы, с помощью которых материал может быть произведен в больших масштабах.

Поскольку потенциал лежит больше в геометрии гироида, чем в самом материале, структура суперматериала найдет свое применение во многих местах, таких как полимеры или даже металлы. Геометрия может быть использована для создания крупномасштабных структурных проектов, таких как мосты, которые могут быть еще более долговечными, легкими и изолированными от жары и холода из-за пористой природы материала. Конструкция может быть упрощена с помощью материала, который значительно легче. Системы фильтрации также могут использовать материал из-за его пористой природы.

Как вы думаете, в каких областях мы можем использовать этот надежный и легкий материал? Комментарий ниже!