Новый левитирующий, изгибающийся «нанокартон» может сделать световые паруса, микророботы

Новый материал, разработанный исследователями из Университета Пенсильвании, достаточно легок, чтобы опираться на лист, не сгибая его, и все же может быть достаточно прочным, чтобы помочь спутникам перемещаться в самые дальние уголки космоса. О, и это тоже левитирует.

И это еще не весь этот новый материал. Действительно, из этого футуристического картона фактически могут быть изготовлены автомобильные перевозки, уничтожение раковых клеток, ведущие спасательные операции крошечные роботы будущего.

Или, более конкретно, микророботы будущего могут быть построены с использованием «нанокартона» из оксида алюминия, который весит менее одной тысячной грамма и при этом достаточно прочен, чтобы изгибаться без разрушения. Это отличный теплоизолятор, что означает, что он может хорошо выдерживать экстремальные температуры.

Ключом к этому удивительному новому материалу является его сэндвич-форма, которая, по словам исследователей, делает его примерно в 10 000 раз прочнее, чем материал, если бы он был полностью твердым. Команда опубликовала свои выводы в последнем выпуске Природа Связи.

«Если вы приложите достаточное усилие, вы можете резко согнуть гофрокартон, но он сломается; вы создадите складку, где она будет постоянно ослаблена », - говорит Игорь Баргатин, профессор машиностроения в Penn, который руководил исследованием. «Это удивительная вещь в нашей нанокартоне; когда вы сгибаете его, он восстанавливается, как будто ничего не произошло. Это не имеет прецедента в макромасштабе ».

Из-за того, что он очень прочный и легкий, исследователи заявили, что для их нанокартона может быть множество применений, от небольших - например, путем предоставления материала для крыльев роящихся, похожих на птиц микроботов - до гораздо более крупных применений. в аэрокосмической отрасли, например, путем разработки легких парусов.

Легкие паруса - это одна из возможностей, позволяющих людям лучше исследовать самые отдаленные районы глубокого космоса, не беспокоясь об энергетических ограничениях. Они в основном похожи на паруса, которые приводят в движение лодки, за исключением того, что вместо приведения в движение морских судов, использующих ветер, они будут приводить в движение космические корабли или спутники, захватывая крошечные легкие частицы, испускаемые солнцем.

«Другим потенциальным приложением является световой парус Starshot, который, как предполагается, будет путешествовать на скорости до 20% скорости света, чтобы достичь Проксимы Центавра за пару десятилетий», - пишут авторы в статье. «Некоторые из критических требований к материалу включают плотность массы ниже 0,1 г / м2 (что соответствует толщине паруса ~ 100 нм), способность выдерживать высокие температуры и достаточную жесткость при изгибе для контроля формы (и, следовательно, направления движения).) «.

Исследователи также наметили другие применения, в том числе теплоизоляцию и преобразование энергии. Тот факт, что материал может подниматься, когда вы его нагреваете, также может оказаться полезным, хотя исследователи пока не совсем уверены, каким именно образом. Затем они планируют продолжить изучение того, какой из многих возможных вариантов использования этой новой нанокартона наиболее перспективен.