أخف معدن في العالم مستوحى من عظام الإنسان

فازت شبكة معدنية دقيقة طورتها شركة Boeing وHRL Laboratories مؤخرًا برقم قياسي عالمي لأخف معدن في العالم.

بقلم: دافنا حاييم لانجفورد

فازت شبكة معدنية صغيرة طورتها شركة Boeing وHRL Laboratories مؤخرًا برقم قياسي عالمي لأخف معدن في العالم.

في مجال الطيران، أحد العوامل المهمة في استهلاك الطاقة وبالتالي تكلفة الطيران هو وزن الطائرة. وفي ضوء ذلك يبحث العديد من العلماء حول العالم عن مواد خفيفة ولكن قوية لتحل محل المعادن الثقيلة التي تصنع منها الطائرات. وعملت شركة بوينغ بالتعاون مع مختبرات HRL في السنوات الأخيرة على تطوير مادة معدنية خفيفة تحاكي بنية العظام البشرية القوية والخفيفة. الهيكل الجديد خفيف جدًا بحيث يمكن موازنته على طرف بذرة الهندباء. تزن المادة أقل بمائة مرة من البوليسترين (مادة صناعية قوية).

في عملية تطوير المعدن الخفيف، تم استخدام عمليات إنتاج معقدة يمكن نسخها إلى معادن ومواد أخرى مثل الألومنيوم وإنشاء أسطح ألمنيوم خفيفة للغاية بكثافة أقل من كثافة الهواء (بدون الهواء المحبوس بالداخل). مبدأ التصميم هو تقليل كثافة المادة بشكل كبير عن طريق إنشاء هيكل شبكي مشابه للعظم البشري الذي يتم بناؤه على شكل شبكة صغيرة وخفيفة تعطي القوة للهيكل بأكمله.

ولبناء الشبكة المعدنية الدقيقة، استخدم العلماء قالبًا بوليمرًا مخصصًا وأليافًا مادية يبلغ سمكها حوالي 80 نانومتر (أرق 1,000 مرة من شعرة الإنسان). والنتيجة هي مادة رقيقة للغاية، وذلك بسبب البنية الشبكية ذات المساحة السطحية الكبيرة والقدرة الكبيرة على امتصاص الطاقة.
عملية الإنتاج سريعة ولذلك يعتقد العلماء أنه سيكون من الممكن استخدام المواد المنتجة بهذه الطريقة لأغراض تقليل الوزن والعزل والتبادل الحراري، وللتطبيق في أجنحة الطائرات والخوذات وحتى في المستقبل في المستقبل. تطوير الرئة الاصطناعية.
مصدر