Jak vyrobit lehké a zároveň pevné 3D tištěné kovové materiály

Vědci už celé roky vytvářejí nanomateriály se zajímavými mechanickými, optickými nebo chemickými vlastnostmi. Když se ale pokoušejí tyto materiály vytvořit ve větším množství, tak to obvykle zhoršuje jejich funkci a stabilitu. Xiaoyu Rayne Zheng z Virginské techniky a jeho kolegové teď vyvinuli nový proces, kterým je možné vytvořit velmi lehké, ohebné a zároveň pevné 3D tištěné kovové nanomateriály. Takto vyrobené materiály jsou výjimečně stabilní, mnohem stabilnější, než běžné 3D tištěné nanomateriály. Novým postupem vyrobené nanomateriály udivují hlavě svojí ohebností. Tu jim poskytuje důmyslná hierarchicky uspořádaná 3D architektura. Díky ní nanomateriály dosahují pružnosti v tahu, ve kterém o více než 400 procent předčí běžné lehké kovy a keramické pěny. Tyto nanomateriály by se mohly uplatnit všude tam, kde je poptávka po kombinaci tvrdosti s pevností a zároveň nízké hmotnosti a velké ohebnosti. Takové materiály jsou žádané v kosmickém, vojenském i automobilovém průmyslu. Mohly by se stát základem pro moderní pancíře, nové typy vozidel nebo třeba baterií. Nový proces, se kterým přišli Zheng a spol., představuje vylepšení 3D tisku kovových nanomateriálů. Povedlo se jim překonat hlavní omezení výroby podobných 3D tištených materiálů, bránící produkci ve velkých objemech. Dosáhli toho jenom úpravou výrobního postupu a designu nanomateriálu, a zároveň se vyhnuli přidávání měkkých polymerů. Díky tomu lze takto vyrobené materiály využít i pro vývoj ohebné elektroniky, protože jsou odolné jak vůči nepříznivě působícím chemickým látkám, tak i vůči vyšším teplotám. Postupně jsme zjistili, že v přírodě jsou takové nanomateriály běžné. Podobné struktury jsou k vidění v kostech nebo například v přilnavých polštářcích na prstech gekonů. Teď už v tomto směru konečně přírodu doháníme a začínáme vyrábět materiály srovnatelných vlastností.