Сталь или цемент, пластмасса или карбон, кремний или графен – выбор материала во многом зависит от области применения. Однако при создании некоторых современных конструкций материаловедам приходится искать сложные компромиссные решения. Безусловным прорывом в этом направлении стали исследования ученых Института развития Масдар из Объединенных Арабских Эмиратов.
Вместо создания совершенно новых материалов профессор Рашид Абу Аль-Руб и его коллеги сосредоточились на изменении внутренней геометрической структуры традиционных материалов от пластмасс до металлов и композитов. Разработанная ими технология дала возможность “настраивать” любой материал на нужную прочность. Катализатором исследований стала технология 3D-печати.
Как известно, плотность и прочность – характеристики, идущие “рука об руку”. Металлы отличаются высокой прочностью, но также и большим весом. Пластмассы, композиты, напротив, легки, но не обладают прочностью металлов. Изменяя внутреннюю структуру материала, ученые научились создавать одновременно прочные и легкие материалы с “воздушной” структурой. Пример такого подхода – Эйфелева башня. Металлические конструкции в ней расположены таким образом, что занимают всего 10% от общего объема всего сооружения. Остальные 90% приходятся на воздух.
Ученые из ОАЭ создали компьютерную модель, с помощью которой они могут создавать тысячи вариантов одного и того же материала с различными характеристиками – термическими, электрическими, механическими – в зависимости от предъявляемых требований. (Пластикс on line/Advis/Химия Украины и мира)