Što je zapravo najlakši materijal na svijetu?
Utrka za pronalaženjem najlakšeg mogućeg materijala nije samo tehničko pitanje, već strukturna potreba moderne industrije. U ovom području, smanjenje mase sinonim je za manju potrošnju energije, učinkovitije procese i nove mogućnosti dizajna u strateškim sektorima. Unutar te panorame, jedna vrsta metala počela je zauzimati istaknuto mjesto među najlakšim materijalima ikada razvijenim s mjerljivim strukturnim svojstvima.
Metalna mikromreža: Arhitektura lakša od zraka
Metalna mikromreža (poznata i kao Microlattice) smatra se najlakšim materijalom koji je ljudska ruka stvorila do danas. Njezina gustoća može doseći vrijednosti od svega 0,9 miligrama po kubičnom centimetru, što znači da je njezin sastav približno 99,9 % zrak. Unatoč tome, ona se ne ponaša kao konvencionalni krhki materijal.
Ovaj se razvoj temelji na periodičnoj mreži šupljih mikrocjevčica izrađenih od legure nikla i fosfora. Svaka od ovih cijevi ima promjer blizu 100 mikrometara i stijenke debljine reda veličine 100 nanometara. Ključ je u geometrijskom rasporedu: nije bitan sam materijal, već njegova unutarnja arhitektura koja omogućuje zadržavanje funkcionalnih mehaničkih svojstava uz minimalnu masu. Rezultat je materijal lakši čak i od ekspandiranog polistirena (stiropora).
Inspiracija u strukturi kostiju
Jedan od najrelevantnijih aspekata Microlatticea je njegova analogija s ljudskim kostima. U kostima je vanjski sloj krut, dok unutrašnjost predstavlja šupljine koje smanjuju težinu bez ugrožavanja ukupne čvrstoće. Metalna mikromreža replicira ovaj princip putem trodimenzionalne mreže otvorenih ćelija.
Ova mikroarhitektura omogućuje učinkovitu raspodjelu opterećenja i apsorpciju energije u situacijama udara. Laboratorijska ispitivanja pokazala su da se struktura može značajno stisnuti i vratiti u svoj izvorni oblik, što je neuobičajeno ponašanje za tradicionalne ultralake materijale poput aerogelova.
Industrijska primjena i budućnost
Iako je početni razvoj metalne mikromreže povezan s aeroindustrijom, njezina se primjena širi i na druge sektore:
- Aeronautika: Smanjenje ukupne težine komponenti kao što su podni paneli ili unutarnji zidovi izravno utječe na potrošnju goriva.
- Automobilska industrija: Materijal bi se mogao koristiti u zonama predviđenim za apsorpciju udaraca.
- Izolacija i gradnja: Proučavaju se primjene u toplinskoj izolaciji i naprednoj gradnji gdje je omjer težine i mehaničkog ponašanja presudan.
Prve studije o ovom materijalu objavljene su u prestižnim znanstvenim časopisima poput Science, gdje su detaljno opisane metode proizvodnje i mehanička svojstva. U srednjoročnom razdoblju, industrijski razvoj Microlatticea ovisit će o optimizaciji troškova i skalabilnosti proizvodnih procesa, ali jedno je sigurno – budućnost materijala više ne ovisi samo o tome od čega su napravljeni, već kako su iznutra dizajnirani.
