36

Jak zrobić materiał 10 razy mocniejszy od stali? Wystarczy drukarka 3D

W powszechnej świadomości stal uchodzi za jeden z najtrwalszych materiałów konstrukcyjnych na świecie, ale to oczywiście nieprawda. Istnieje wiele innych budulców, które z powodzeniem można wykorzystać w budownictwie - pamiętając o ich specyficznych właściwościach. Do tego zacnego grona może dołączyć kolejny - o niskiej wadze i mocniejszy o 10 razy od stali. I można go wydrukować w drukarce 3D.

A nawet trzeba, bo żadna inna technika produkcyjna nie byłaby efektywna w produkowaniu uzyskanego przez naukowców MIT gyroidu. Ściśnięcie pojedynczych płatków grafenu, a następnie połączenie ich poskutkowało otrzymaniem niezwykle obiecującego materiału, który z powodzeniem może zastąpić stal w niektórych zastosowaniach. Dodatkowo – charakteryzuje się 10 razy większą wytrzymałością przy 20 razy mniejszej gęstości. Naukowcy już mnożą zastosowania dla materiału.

Badacze przyjrzeli się bliżej dwuwymiarowym materiałom opartym na grafenie. Wcześniejsze badania udowodniły, że tego typu tworzywa są niezwykle wytrzymałe, ale problemem było stworzenie odpowiedniej struktury trójwymiarowej, która zachowałaby ich właściwości. W toku dalszych badań, naukowcy z MIT opracowali strukturę, która wykorzystuje potencjał grafenu.

Zobacz, jak wytrzymały jest grafenowy gyroid!

Grafenowy gyroid wewnątrz charakteryzuje się strukturą podobną do labiryntu, opracowaną w ramach specjalnych modeli matematycznych operujących na pojedynczych atomach. Analizując możliwe konfiguracje budowy materiału, naukowcy opracowali właśnie ten, który charakteryzuje się ogromną wytrzymałością przy okazji niskiej gęstości i co za tym idzie – ciężarze. Grafenowy gyroid jest dodatkowo podatny na modyfikacje – zwiększenie jego grubości pozwoli na stworzenie znacznie twardszych, ale jednocześnie bardziej kruchych konstrukcji.

Wykorzystanie grafenowych gyroidów w budownictwie może mieć w przyszłości sporo pozytywnych skutków. Po pierwsze – wykorzystanie przemysłowych drukarek 3D jest stosunkowo proste i relatywnie tanie, jak na taką technologię. W ciągu najbliższych lat możemy zobaczyć już nie tylko eksperymenty naukowców, ale także pierwsze zaawansowane konstrukcje wsparte przez rewolucyjne materiały.

Dom z drukarki 3D to wcale nie jest nowy pomysł. Wcześniej naukowcy z University of Southern California zaprezentowali projekt drukarki 3D, która zamiast nakładać kolejne warstwy tworzywa sztucznego, miałaby wspierać się betonem. To, co zaprezentowano przez naukowców z MIT wywraca poprzedni pomysł do góry nogami. Przyszłość budownictwa rysuje się zatem całkiem obiecująco i kto wie – może nasze dzieci zamieszkają w domu zbudowanym… w drukarce 3D.


Niedawno uruchomiliśmy serwis z Pracą w IT! Gorąco zachęcamy do przejrzenia najnowszych ofert pracy oraz profili pracodawców.