Команда ученых из Швейцарии создала металл с необычными свойствами: он остается жидким при комнатной температуре и сохраняет свою функциональность при растяжении более чем в 10 раз от исходных размеров.
Волокна из сплава индия и галлия обладают хорошей электропроводностью и сохраняют эластичность при привычной комнатной температуре. Разработку уже успешно испытали на мягком наколеннике, который точно воссоздал походку и бег человека. Следующий шаг — масштабирование производства материала и его интеграция в обычную одежду, что позволит мониторить движения суставов при активности и выявление каких-либо биомеханических аномалий.
В сегодняшнем дайджесте — самые необычные состояния металлов, которые выведут современные технологии на новый уровень.
Металл превращает воздух в удобрения
Исследователи из Техасского университета A&M сделали крупное научное открытие, благодаря которому металл теперь может превращать обычный воздух в топливо и удобрения.
Ученые обратили внимание на максены — семейство переходных металлов с высокой каталитической активностью. Такие материалы можно настраивать на атомном уровне, меняя состав и свойства кристаллической решетки. Эта настройка позволяет максимально точно управлять химическими реакциями.
С помощью компьютерного моделирования и реальных экспериментов ученые выяснили, что атомы азота в кристаллической решетке могут связывать протоны и восстанавливаться, в результате чего компоненты воздуха превращаются в аммиак — одно из важнейших соединений для сельского хозяйства и энергетики.
Броня и изоляция из пены
Ученые из Университета штата Северная Каролина разработали композитную металлическую пену, которая устойчива к ударам и проколам и поглощает энергию столкновения.
Разработка представляет собой структуру из металлической матрицы с полыми сферами из никеля или нержавеющей стали. Кроме того, новая пена не теряет своих свойств при нагревании, а также служит дополнительным изолятором благодаря низкой теплопроводности.
Испытания проходили захватывающе: железнодорожный вагон-таран весом в 300 тонн оснастили стальным индентором (часть прибора для измерения твердости), разогнали до 8 километров в час и направили в стальную пластину, закрепленную на цистерне. Стальную пластину пробило насквозь. Эксперимент повторили, но в этот раз на стальную пластину нанесли новое покрытие из металлической пены толщиной в 30 мм. И пена показала себя прекрасно: она поглотила большую часть энергии, а корпус остался целым.
По заявлению ученых, новая разработка отлично подойдет, в первую очередь, для логистики, особенно при перевозке легковоспламеняющихся веществ.
Металлический гель для автомобильных аккумуляторов
Группа ученых из Техасского университета представила инновационный материал: металлический гель, состоящий из твердого металлического скелета с жидким металлом внутри. Такой гель выдерживает температуры до 1000°С, а его твердая структура обладает высокой электропроводностью и обеспечивает механическую стабильность.
В ходе исследований ученые испытали образец с анодом из жидкого кальция и твердого железа и катодом из жидкого висмута и железа. Модель успешно перенесла все опыты, сохранила форму электродов и работала стабильно на протяжении всех испытаний. Это означает, что открыта дорога к масштабному использованию жидкометаллических аккумуляторов, которые можно интегрировать в грузовики, электромобили и даже авиационную промышленность. Такие аккумуляторы значительно увеличивают энергоемкость, ускоряют зарядку и продлевают срок службы. При этом они безопаснее в использовании и стоят дешевле, чем традиционные батареи.