Mind a Washington-emlékmű, mind pedig az Eiffel-torony a világ legmagasabb építményének számított elkészülésének idején, szerkezetük azonban gyökeresen eltér. Míg az Egyesült Államok fővárosának ikonikus obeliszkje gyakorlatilag egy tömör kőoszlop, a párizsi torony acélgerendák hálózatából épül fel, és ezek speciális elhelyezkedése adja strukturális erősségét.

Az MIT és a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium kutatói pontosan ezt a hálózatos szerkezetet vették alapul, amikor egy olyan struktúrát terveztek meg, amely különféle anyagokból legyártva rendkívül ellenálló, ugyanakkor könnyű matériákat produkálhat. A szakértők által kreált struktúra miniatűr rácsszerkezetekből épül fel, amelyeket még apróbb nanostruktúrák díszítenek. Az eredményül kapott anyagok rendkívül alacsony sűrűségűek, ugyanakkor nagyon ellenállóak a legkülönbözőbb erőhatásokkal szemben is. A gyártást projekciós mikrosztereolitográfiával, egy nagypontosságú 3D nyomtatási eljárással valósították meg

Normális esetben az anyag sűrűségének csökkenésével annak ereje is mérséklődik, magyarázza a projekt egyik munkatársa Nicholas Fang. Ha azonban olyan szerkezetet

hozunk létre, amely a megfelelő mennyiségben és a megfelelő pozíciókban tartalmaz vízszintes, függőleges és átlós elemeket, a tömör szerkezettel azonos erejű, ugyanakkor annál sokkal könnyebb struktúra építhető fel. A mikroszerkezetek ideális formájának létrehozásához szükséges geometriai alapok már több mint egy évtizede kidolgozásra kerültek, több éves munkára volt ugyanakkor szükség ahhoz, hogy az elméleti szinten létező formákat ténylegesen képesek legyenek legyártani a kutatók.

A végeredmény minden várakozást felülmúlt: a kész mikrostruktúrák sokkal jobban szerepeltek a terhelési tesztek során, mint ahogy azt a modellek megjósolták. A minták saját tömegük 160 ezerszeresét is képesek megtartani, és 400-szor erősebbek, mint a velük egyező sűrűségű, tömör anyagok. A szakértők eddig fémből, kerámiából és műanyagból készítették el a struktúrákat, amelyek a jelek szerint alapanyaguktól függetlenül különleges képességek egész sorával rendelkeznek.

A gyártás módjának kikísérletezése során Nickolas Fang és kollégái ráadásul jelentős áttörést értek el a nanoipar területén is, mivel igazolták, hogy lehetséges az emberi hajszálnál százszor vékonyabb struktúrákat precíziósan nyomtatni. A különleges mikroszerkezetű, ultrakönnyű, de rendkívül erős anyagok számos területen felhasználhatók lehetnek az űrkutatástól kezdve a hordozható elektronikai eszközök tömegének csökkentéséig.

forrás: ipon.hu