Ny, højstyrke og let perlemor-mimetisk materiale, der kan anvendes til store industrielle processer

Helsinki University of Technology forskningsgruppe i samarbejde med VTT og Royal Institute of Technology, Finland, vis det første eksempel på letvægts, men mekanisk stærkt nanokompositmateriale, der efterligner de perlemorskaller, der tillader opskalering til industrielle processer. Materialerne forventes at være gennemførlige i applikationer, hvor lette, men stærke materialer giver særlige fordele, f.eks. inden for telekommunikation, rumfartsapplikationer, og køretøjer.

Nacreous shell har tiltrukket materialeforskere allerede længe, på grund af dens lette, men stærke struktur. Efterligner Nacre, det nye materiale består af alternerende uorganiske blodplader i nanoskala limet af polymerer, og materialerne samles spontant i en et-trins proces for at danne lagdelte strukturer, ved at bruge for eksempel papirfremstillingsprocessen, maleri, og sprede sig.

"Den nye opfindelse er baseret på dyb forståelse af selvsamlingsprocesser i materialevidenskab, " siger ph.d. Andreas Walther og akademiprofessor Olli Ikkala, der leder projektet. "Vi har brugt selvsamlinger og hierarkier allerede længe i andre typer materialer for at opnå funktionelle egenskaber. Et godt eksempel på selvsamling er givet af proteiner, hvis kæder på en delikat måde indeholder informationen om, hvordan man samles som funktionelle strukturer."

Forskellige nanokompositmaterialer er allerede blevet udforsket grundigt. Imidlertid, det har været en udfordring at opnå drastisk forbedrede egenskaber eller koncepter, der let kan opskaleres til storskala teknologiske applikationer.

Lette og stærke materialer har en række anvendelsesmuligheder

Det nye materiale har tiltrukket en bred interesse. Egenskaberne er lette at justere. På nuværende tidspunkt viser den et trækmodul på 45 GPa, trækstyrken på 250 MPa, det har meget lav gasgennemtrængning, og det viser meget gode egenskaber som et termisk skjold ved udsat brand. Materialet er udviklet på grundlag af indledende finansiering af Academy of Finland, som fortsat af UPM, en global skovproduktvirksomhed, som også har patentanmeldt på konceptet

"Vi tror på, at materialet kan være attraktivt for mobile teknologier og endda for fleksibel elektronik som støtte- og barrieremateriale, siger Walther og Ikkala.

Ved yderligere tilpasning af materialerne og processerne, applikationer relateret til køretøjer og rumfart forventes at blive gennemførlige. De lette, men stærke materialer kan føre til energibesparelser.

Naturen inspirerer til nye højteknologiske materialer

Det nye materiale er et eksempel på biomimetik, som har til formål at efterligne de mest attraktive materialer i naturen, men i enklere vendinger.

"Materialforskerne er fascineret af naturmaterialernes delikatesse. Egenskaberne er udviklet på grund af den langvarige evolutionsproces, og i nogle tilfælde kan ekstraordinære egenskaber, der er relevante for teknologien, identificeres. materialeforskerne udforsker for eksempel efterligninger for silke, kæber, og knogler."