Hvad forskere fra University of Pennsylvania, University of Illinois og University of Cambridge har formået at gøre, skiller sig ud fra den generelle række, idet processen med at skabe et struktureret materiale blev kontrolleret på niveauet for individuelle atomer. Og som et resultat blev der opnået et nyt materiale, kaldet "metaltræ", som er stærkere end titan, men fem gange lettere end nikkel, hvorfra det faktisk er fremstillet.
Udtrykket "stærkere end titanium" er bestemt en kliché, men i dette tilfælde er det den reneste sandhed.
Selvom titan i sig selv kunne være 10 gange stærkere, hvis dens struktur var ideel. Hemmeligheden bag styrken af det nye materiale kan ses i almindeligt træ. Ren cellulose, som i sig selv er et blødt materiale, får en ret høj styrke, når den formes til en træstruktur. Og nogle af de typer kunstige cellulosematerialer kan sammenlignes i styrke med ikke det værste stål.
For øvrig forfulgte videnskabsmændene, der skabte "metaltræet" ikke målet om at skabe dette bestemte materiale; under deres forskning ledte de efter og udarbejdede nye metoder til at skabe en porøs metalstruktur, der lignede træstrukturen. Tidligere er smeltet metalskum eller 3D-udskrivning blevet brugt til at opnå denne effekt, hvilket giver en nøjagtighed på flere hundrede nanometer. Imidlertid har begge metoder deres ulemper, ved at skumme det er meget vanskeligt at opnå en jævn fordeling af materialets densitet, og 3D-udskrivningsprocessen er ekstremt langsom til brug i industriel produktion.
Ifølge tidligere undersøgelser spiller reduktion af størrelsen på dets strukturelle enheder en nøglerolle i at øge styrken af et materiale. Forskerne formåede at opnå dette ved at bruge plastiske nanopartikler, flere titalls nanometer i størrelse, jævnt blandet i vand. Når vand fordamper, ordnes disse sfæriske partikler i form af en geometrisk regelmæssig struktur, hvorefter et lag af nikkel galvanisk afsættes på deres overflade, som gradvist udfylder hele rummet mellem partiklerne. Derefter fjernes plastikken ved at opløse, og der er et net af de fineste metalbroer tilbage. Fyldningsfaktoren i rummet med metal overstiger ikke 30 procent, de resterende 70 procent falder på tomrummet, og dette er nok til, at det resulterende materiale har en densitet, der tillader det at flyde på overfladen af vandet.
Indtil for nylig formåede forskere at skabe prøver af "metaltræ" i form af folie, med et areal på cirka en kvadratcentimeter. Og selve processen med at skabe et sådant materiale er ekstremt dyrt. Yderligere forskning er imidlertid rettet mod at gøre materialet billigere ved at øge produktionsmængderne. Parallelt med dette undersøger forskere egenskaberne ved "metaltræ" og dets opførsel under påvirkning af ekstrem mekanisk belastning.
Salgsfremmende video:
Et andet interessant potentiale ved denne teknologi er, at det tomme rum i metalkonstruktionen kan fyldes med et andet materiale. Naturligvis kan en metalkonstruktion fyldt med en flydende eller fast elektrolyt blive et element i et meget stort opbevaringsbatteri, der kan drive enheden, hvori den er bygget, i meget lang tid.
