Imaginea de mai sus, a unei grile metalice așezate pe capul unei păpădii fără a deranja o singură tufă de pene poate arăta Photoshopped. Dar nu este. Este o fotografie reală a uneia dintre evoluțiile mai interesante din știința materialelor recente - un „microlatice” metalic, de 100 de ori mai ușor decât Styrofoam.
„Este practic 99, 9 la sută aer”, spune Sophia Yang, cercetătoare la laboratoarele HRL, unde s-a inventat microlatice.
Pentru a realiza microlaticul metalic, oamenii de știință încep cu o structură polimerică. Această structură este creată prin strălucirea luminii ultraviolete (UV) printr-un filtru pe polimer lichid. Procesul formează o structură 3D întărită aproape instantaneu. În funcție de machiajul chimic al polimerului, structura rezultată poate fi moale sau rigidă, ușoară sau grea. Aceste structuri microlatice au o varietate de utilizări potențiale - un microlatice moale de polimer ar putea fi util pentru crearea de căști de biciclete confortabile, dar extrem de protectoare, de exemplu.
"Se simte aproape ca spuma de memorie", spune Yang.
Pentru a crea structura metalică din tabloul de păpădie, o structură polimerică este acoperită cu un strat extrem de subțire de nichel - aproximativ 100 nanometri grosime sau de 1.000 de ori mai subțire decât un păr uman. Apoi, un compus chimic este utilizat pentru a dizolva polimerul în interiorul nichelului. Rezultatul este o serie de tuburi goale.
Structura imită compoziția oaselor, care sunt rigide la exterior, dar mai ales scobite la interior.
Cercetătorii de la HRL lucrează la microlatice încă din 2007, când a fost creat pentru prima dată procesul de creare a microlaticei polimerice. De atunci, Yang și alții lucrează la extinderea produsului - prima bucată de microliatru polimer a fost de aproximativ 1 inch pe 1 inch, în timp ce structurile mai recente au atins până la 5 picioare - și dezvoltă procese suplimentare, cum ar fi placarea metalelor .
Întrucât HRL este deținută în comun de Boeing și General Motors, cercetătorii s-au concentrat pe aplicații aerospațiale și auto pentru microlatice. Una dintre cele mai promițătoare utilizări potențiale ar putea fi în aviație, spune Yang, unde diverse părți ale structurii unui avion ar putea fi construite din microliatica metalică ultra-ușoară. Aceasta ar putea fi orice parte a avionului care „trebuie să fie ușoară și să reziste structural la o sarcină”, spune Yang.
Aceasta include podeaua, tavanul, pereții de galeră, pereții toaletelor și multe altele. Aceste structuri sunt, de obicei, realizate din panouri sandwich cu fagure, foi solide de material „sandwich” coloane hexagonale goale, asemănătoare cu fagure. Panourile sandwich cu fagure sunt utilizate pe scară largă pentru rezistența lor și natura ușoară. Însă microlatica metalică este mult mai ușoară. Înlocuirea panourilor sandwich cu fagure cu microlatice ar putea face avioanele semnificativ mai ușoare, ceea ce înseamnă că ar avea nevoie de mai puțin combustibil. Aceasta prezintă avantaje majore asupra mediului, precum și cele economice. Același principiu se poate aplica și pentru mașini și chiar pentru navele spațiale - HRL a fost recent utilizată pentru a lucra cu NASA la următoarea generație a vehiculului de lansare spațială, fabricând panouri ultra-ușoare pentru fuselajul vehiculului. Cercetătorii estimează că materialele lor ar putea reduce greutatea vehiculului cu până la 40%.
"Materialele și structurile ușoare și multifuncționale sunt una dintre cele mai importante zone de focalizare ale NASA, capabile să aibă cel mai mare impact asupra viitoarelor misiuni NASA în explorarea umană și robotică", a declarat Steve Jurczyk, administrator al Direcției Misiunii Tehnologice Spațiale a NASA, într-un comunicat de presă al NASA. "Aceste tehnologii avansate sunt necesare pentru a putea lansa nave și componente mai puternice, dar mai ușoare, și componente, în timp ce ne uităm să explorăm un asteroid și, eventual, Marte."
Mult mai departe pe drum, microlatice metalice ar putea avea uz medical. Yang spune că tuburile minuscule pot avea rol de plămân artificial.
Respirat prin același material folosit pentru a construi nave de rachetă: acum asta trăiește în viitor.
