Nowe lewitujące, gnące „Nanocardboard” mogą tworzyć pałki światła, mikroroboty

Nowy materiał opracowany przez naukowców z University of Pennsylvania jest na tyle lekki, że spoczywa na liściu bez zginania go, a mimo to może być wystarczająco silny, aby napędzać satelity w najdalsze zakątki kosmosu. Och, to także lewituje.

I to nie wszystko może być przydatne dla tego nowego materiału. Rzeczywiście, malowanie robotów, zabijanie komórek nowotworowych, ratowanie wiodących w działaniu maleńkich robotów przyszłości może w rzeczywistości być wykonane z tej futurystycznej tektury.

A dokładniej, mikro-roboty przyszłości mogą być zbudowane przy użyciu „nanokartonu” z tlenku aluminium, który waży mniej niż jedną tysięczną grama, a jednocześnie jest wystarczająco mocny, aby zginać się bez złamania. To świetny izolator termiczny, co oznacza, że ​​może dobrze wytrzymać w ekstremalnych temperaturach.

Kluczem do tego fascynującego nowego materiału jest jego kształt przypominający kanapkę, który, jak twierdzą naukowcy, czyni go około 10 000 razy silniejszym niż materiał, gdyby był całkowicie stały. Zespół opublikował swoje odkrycia w najnowszym numerze Nature Communications.

„Jeśli zastosujesz wystarczającą siłę, możesz zginać tekturę falistą ostro, ale pęknie; utworzysz zgniecenie, gdzie zostanie ono trwale osłabione ”- mówi Igor Bargatin, profesor inżynierii mechanicznej w Penn, który prowadził badania. „To zaskakujące w naszej nanokartonie; kiedy go zginasz, odzyskuje się, jakby nic się nie stało. To nie ma precedensu w makroskali.

Ponieważ jest on tak mocny i lekki, naukowcy stwierdzili, że może być wiele zastosowań dla ich nanokartonu, od małych - na przykład poprzez dostarczenie materiału do skrzydeł na rojowych, przypominających ptaki mikro robotach - do znacznie, znacznie większych zastosowań w przemyśle lotniczym, na przykład opracowując lekkie żagle.

Lekkie żagle są jedną z możliwości umożliwienia ludziom lepszego poznawania najdalszych obszarów głębokiego kosmosu bez konieczności martwienia się o ograniczenia energetyczne. Są w zasadzie podobne do żagli, które napędzają łodzie, z wyjątkiem napędzania morskich statków za pomocą wiatru, które napędzałyby statek kosmiczny lub satelity, wychwytując maleńkie lekkie cząsteczki emitowane przez słońce.

„Innym potencjalnym zastosowaniem jest latarnia Starshot, przewidziana do podróżowania z prędkością do 20% prędkości światła, aby osiągnąć Proxima Centauri b w ciągu kilku dekad”, piszą autorzy artykułu. „Niektóre z krytycznych wymagań materiałowych obejmują gęstość masową poniżej 0,1 g-2 (odpowiadającą grubości żagla ~ 100 nm), zdolność do utrzymywania wysokich temperatur i wystarczającą sztywność zginania do kontrolowania kształtu (a zatem kierunek napędu). ”

Naukowcy opisali również inne zastosowania, w tym izolację termiczną i konwersję energii. Fakt, że materiał może lewitować, gdy go podgrzejesz, może również okazać się przydatny, chociaż naukowcy nie wydają się jeszcze całkiem pewni, w jaki sposób. Następnie planują dalsze zbadanie, które z wielu możliwych przypadków użycia tej nowej nanokartki są najbardziej obiecujące.