Nové Levitating, ohýbání 'Nanocardboard' Mohl by Lightsails, Microrobots

Nový materiál vyvinutý výzkumnými pracovníky na University of Pennsylvania je dostatečně lehký, aby spočíval na listu, aniž by ho ohnul, a přesto může být dostatečně silný, aby pomohl pohánět satelity do nejvzdálenějších oblastí vesmíru. A také levituje.

A to není vše, co by tento nový materiál mohl být užitečný. Z tohoto futuristického kartonu by ve skutečnosti mohlo být vytahování aut, zabíjení rakovinných buněk, záchranné operace vedoucí malé roboty budoucnosti.

Nebo přesněji řečeno, mikroobvody budoucnosti by mohly být postaveny s použitím „nanocardboardu“ z oxidu hlinitého, který váží méně než jednu tisícinu gramu a přesto je dostatečně silný, aby se ohnul bez zlomení. Je to velký tepelný izolátor, což znamená, že se v extrémních teplotách může dobře udržet.

Klíčem k tomuto fascinujícímu novému materiálu je jeho sendvičovitý tvar, který vědci za ním říkají, že to činí asi 10 000krát silnější, než kdyby byl materiál zcela pevný. Tým zveřejnil svá zjištění v posledním vydání časopisu Komunikace přírody.

„Pokud použijete dostatečnou sílu, můžete vlnitou lepenku ohnout ostře, ale zaklapne se; vytvoříte záhyb, kde se trvale sníží, “říká Igor Bargatin, profesor strojírenství v Pennu, který studoval. „To je na naší nanocardboardu překvapující věc; když ji ohnete, obnoví se, jako by se nic nestalo. To nemá v makrosnímku žádný precedens. “

Vzhledem k tomu, že je to tak silné a lehké, vědci řekli, že by mohlo existovat množství aplikací pro jejich nanocardboard, od malých - například tím, že poskytne materiál pro křídla na rojení, pták-jako mikro-roboty - na mnohem, mnohem větší aplikace v letectví a kosmonautice, například rozvojem lehkých plachet.

Světelné plachty jsou jednou z možností, jak lidem lépe prozkoumat nejvzdálenější oblasti hlubokého vesmíru, aniž by se museli obávat energetických omezení. Oni jsou v podstatě jako plachty, které pohánějí lodě, kromě toho, že namísto toho, aby poháněly námořní lodě používající vítr, by poháněly vesmírná plavidla nebo satelity tím, že by zachytily malé lehké částice emitované sluncem.

„Další potenciální aplikací je hvězdicový hvězdný blesk, který má představovat až 20% rychlosti světla, aby dosáhl Proxima Centauri b během několika desetiletí,“ píše autorka v příspěvku. „Některé kritické materiálové požadavky zahrnují hmotnostní hustotu nižší než 0,1 gm-2 (odpovídající tloušťce plachty ~ 100 nm), schopnost udržet vysoké teploty a dostatečnou tuhost ohybu pro řízení tvaru (a tedy směr pohonu). “

Výzkumníci také načrtli další aplikace, včetně tepelné izolace a přeměny energie. Užitečná může být i skutečnost, že materiál může levitovat, když ho zahřejete, i když se vědci dosud nezdají být zcela jisti, jak přesně. Dále plánují další zkoumání toho, který z mnoha možných případů použití tohoto nového nanocardboardu je nejslibnější.