Мікрорешітка з металу: майбутнє кузовів з функцією самовідновлення
Мікрогратки. Ця назва звучить як назва крафтового смаку морозива чи стартапу у сфері технологій, який зникне за шість місяців. Але погляньте на вірусне зображення. Крихітний кубик, що лежить на насінні кульбаби. Він не ушкоджує квіти. Його присутність ледь помітна.
Це і є гачок. Реальність холодніша і сувора, але також корисніша.
Кожен дріт цього матеріалу вирізається лазером із нікелю. Ці нитки тонші за людське волосся. Їх поєднання створює структуру, що на 99,99% складається з повітря. Уявіть собі порожню склянку з пінополістиролу. Тепер уявіть, що ви піднімаєте цю склянку, а потім піднімаєте склянку, зроблену з металевої мікрорешітки. Метал виявляється легким. Це суперечить усім вашим інстинктам у тому, яким має відчуватися метал.
Як лазерне різання змінює все
Не магія. Це результат співпраці у галузі прецизійної інженерії між Каліфорнійським університетом в Ірвайні, Каліфорнійським технологічним інститутом (Caltech) та лабораторіями HRL. Дослідницький та розробний підрозділ Міністерства оборони США DARPA фінансував початкові дослідження, оскільки йому був потрібний матеріал, здатний витримувати удари та відновлювати свою форму.
В результаті вийшла сітка, обсяг якої можна зменшити вдвічі. Ви стискаєте її. Вона відразу ж повертається у вихідний стан. Без постійної деформації. Без зминання.
«Навіть якщо ви стиснете об’єм удвічі, він негайно повертається до своєї первісної форми».
Ця гнучкість має ключове значення. Більшість металів пластично деформується. Вони згинаються назавжди. З мікрорешіткою це не так. Вона працює як суперпружина. Ця особливість вже змінює дискусію щодо безпеки та ефективності транспортних засобів.
Чому це важливо для автомобільної промисловості
Сучасна конструкція автомобілів – це компроміс. Необхідність зниження ваги задля економії палива. Потрібна важча структурна жорсткість та захист при зіткненнях. Не можна отримати все й одразу. По-справжньому.
Мікрорешітка порушує це правило. Кузов автомобіля, виготовлений із цього матеріалу, легше, ніж кузов із пінопласту тієї ж моделі. Однак він здатний поглинати удари та повертатися до своєї первісної форми.
Давайте подумаємо про фізику. Більш легкий автомобіль означає менший аеродинамічний опір. Найменший аеродинамічний опір означає кращу ефективність палива. Але аспект безпеки також привабливий. Якщо автомобіль може поглинати енергію зіткнення без переминання, він краще захищає своїх пасажирів. А що щодо звичайних водіїв? Вм’ятини від відчинення дверей на парковці – це не тільки дратує. Вони стануть неважливими. Вм’ятина автоматично виправлятиметься.
Де це ще може застосовуватися?
DARPA також шукає застосування поза парковками. Здатність цього матеріалу поглинати акустичну, ударну та вібраційну енергію робить його ідеальним для демпфування в аерокосмічній галузі. Уявіть тиху кабіну реактивного літака чи авіалайнера.
Системи збирання енергії також мають потенціал. Вони вловлюють непотрібні вібрації та перетворюють їх на електричну енергію. Або дозволяють створювати досконаліші акумулятори. Така конструкція забезпечує каркас, який може містити більше енергії без збільшення ваги.
Все це поки що перебуває на експериментальній стадії. Процес виробництва складний. Масштабування для виробництва було великою горою, яку треба було подолати. Але фізика працює. Матеріал існує.
Якось, якщо ви оглянетеся на сьогоднішні зони деформації, вони здадуться вам примітивними. Ви навіть зможете припаркувати свою машину на кульбабі та посміятися. А поки що мрія про легкий транспортний засіб із здібностями, що самовідновлюються, ближче, ніж будь-коли. Не чекайте побачити це у вашому дилерському центрі вже завтра.
