Brak metala i vode = nanomaterijal koji menja svojstva po potrebi

13.06.2011. | Helmholz-Zentrum Geestacht

Svetska premijera: materijal koji menja svoju čvrstinu, bukvalno na dodir. Ova promena može biti postignuta za nekoliko sekundi promenom elektronske strukture materijala; na taj način čvrsta i oštra materija, na primer, može postati meka i savitljiva. Ono što čini ovaj pronalazak revolucionarnim jeste to što transformacija može biti kontrolisana električnim signalima.

Prvi ovakav materijal poreklom je iz Hamburga. Jerg Vajsmiler (Jörg Weißmüller) naučnik specijalizovan za materijale zaposlen na Tehničkom univerzitetu u Hamburgu i na Helmholtz Center Geesthacht, sproveo je istraživanje na ovom revolucionarnom proizvodu, radeći u saradnji sa kolegama sa Instituta za istraživanje metala u Šenjangu (Shenyang), u Kini.

Pedesetjednogodišnji istraživač iz Sarlanda (Saarland) za svoje fundamentalno istraživanje, koje je otvoreno za mnoštvo raznovrsnih primena, kaže da je „proboj u nauci o materijalima“. Novi metalni materijal visokih performansi opisan je od strane prof. Dr Jerga Vajsmilera i kineskog naučnog istraživača Hai-Jun Jina u poslednjem izdanju renomiranog naučnog magazina Science (DOI: 10.1126/science.1202190). Zahvaljujući njihovim istraživačkim pronalascima mogli bi, na primer, da se naprave budući inteligentni materijali sa sposobnošću samolečenja, koji bi samostalno ispravljali nedostatke.

Čvrstina kuvanog jajeta može se podesiti vremenom kuvanja. Neke odluke su, međutim, nepovratne – tvrdo kuvano jaje nikada više ne može biti ponovo pretvoreno u meko-kuvano. Bilo bi manje neprijatnosti za stolom kada bismo jednostavno mogli da različite stepene čvrstine jajeta prebacujemo napred i nazad.

Slično ovom problemu, javljaju se i problemi u proizvodnji konstruktivnih materijala kao što su metali i legure. Svojstva materijala su jednom zauvek određena tokom proizvodnje. Ovo primorava inženjere da prave kompromise u odabiru mehaničkih svojstava materijala. Veću jačinu neizbežno prati povećana lomljivost i smanjenje tolerancije na oštećenja.

Profesor Vajsmiler, čelni čovek Instituta za fiziku i tehnologiju materijala na Tehničkom univerzitetu u Hamburgu i član odseka za Sisteme hibridnih materijala na Helmholtz Center Geesthacht, izjavio je: „Ovo je momenat kada je napravljen značajan napredak. Po prvi put smo uspeli da proizvedemo materijal koji, dok je u upotrebi, može da se prebacuje napred i nazad između različitih stanja – čvrstog i krtog i mekog i savitljivog. Još uvek smo na osnovnom stadijumu istraživanja, ali naše otkriće može dovesti do značajnog napretka u razvoju tzv. pametnih materijala.“

Brak metala i vode

Da bi proizveli ovaj inovativni materijal, naučnici su upotrebili jednostavan proces za poređenje: koroziju. Metali, uglavnom plemeniti metali kao što su zlato ili platina, stavljeni su u rastvor kiseline. Kao posledica pokrenutog korozionog procesa, kanali i rupe su napravljeni u materijalu. Nastajući nanostrukturni materijal prožet je mrežom kanala pora.

Pore su impregnirane tečnošću koja provodi, naprimer jednostavnim fiziološkim rastvorom ili rastvorenom kiselinom, i pravi hibridni materijal od metala i tečnosti na ovaj način je napravljen. To je neobičan brak , kako Vajsmiler zove ovo jedinjenje metala i vode koje, kada se aktivira električnim signalom, omogućava svojstvima materijala da se menjaju pritiskom prsta.

Pošto su joni rastvoreni u vodi, površina materijala može da se menja električki. Drugim rečima, mehanička svojstva metalnog partnera izmenjena su primenom električnog potencijala u tečnom partneru. Efekat može biti vraćen nazad na jačanje ili slabljenje atomske veze na površini materijala kada se još elektrona doda ili izvuče sa površine atoma. Jačina materijala može biti čak i duplirana kada je to potrebno. Sa druge strane, materijal može biti prebačen u stanje u kome je slabiji, ali više tolerantan na oštećenja, više apsorbuje energiju i savitljiviji.

Posebne primene još uvek su stvar budućnosti. Međutim, istraživači već razmišljaju unapred. U osnovi, materijal može da spontano i selektivno stvori električne signale, tako da ojača materiju u oblastima gde je koncentrisan pritisak. Oštećenja, na primer u obliku pukotina, mogla bi na taj način biti sprečena ili čak izlečena. Ovo je dovelo naučnike mnogo bliže njihovom cilju stvaranja inteligentnog materijala visokih performansi.

Komentari: 0

Vezane kategorije


TEKSTOVI /iz kategorije/


Anketa

Kojom vrstom toplotne izolacije je izolovan vaš stan/kuća?
Mićo 20.11.2019.
Ko to kaže da je most graditi pored mosta j...
Invekta 18.11.2019.
Odlično rešenje, olakšava posao, a efekti s...
boki 14.11.2019.
kao prvo idealno ravnih dasaka iz paleta je...
Nemanja Rodić 05.11.2019.
Bravo,molim vas da pošaljete ekipu da okrpi...
Maja 19.10.2019.
Gde mogu da nabavim ovakav beton? I po koj...