Bois métallisé : un nouveau matériau aussi solide que le titane mais 5 fois plus léger

Bois métallisé : un nouveau matériau aussi solide que le titane mais 5 fois plus léger

Metallic Wooden est le nom d’un nouveau matériau développé par les scientifiques de l’École d’ingénierie et de sciences appliquées de l’Université de Pennsylvanie, l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, l’Université de Cambridge et l’Université method du Moyen-Orient à Ankara, en Turquie. Bien qu’il ne s’agisse pas d’un élément nouveau et composé essentiellement de nickel, il est quatre à cinq fois plus léger que le titane grâce à sa development poreuse distinctive qui s’apparente à des matériaux naturels comme le bois : d’où le nom Metallic Wooden.

L’étude a été dirigée par James Pikul, professeur adjoint au Département de génie mécanique et de mécanique appliquée de Penn Engineering. Voici ce qu’il avait à dire sur ce matériel :

La raison pour laquelle nous l’appelons bois métallique n’est pas seulement sa densité, qui est à peu près celle du bois, mais sa nature cellulaire. Les matériaux cellulaires sont poreux; si vous regardez le grain du bois, c’est ce que vous voyez – des events épaisses et denses et conçues pour maintenir la construction, et des events poreuses et conçues pour soutenir les fonctions biologiques, comme le transport vers et depuis les cellules.

Notre construction est similaire. Nous avons des zones épaisses et denses avec des entretoises métalliques solides et des zones poreuses avec des lames d’air. Nous opérons simplement aux échelles de longueur où la résistance des entretoises approche le most théorique.

L’un des éléments clés d’un résultat aussi impressionnant est que la construction du matériau est aussi parfaite que attainable. Les imperfections de la construction sont ce qui rend de nombreux matériaux tels que le titane moins résistants et moins susceptibles de tomber en panne qu’ils ne pourraient l’être s’ils avaient une construction parfaite. La technologie de fabrication du bois métallique est assez intéressante. Voici remark il est décrit par Penn Engineering :

La méthode de Pikul begin avec de minuscules sphères en plastique, de quelques centaines de nanomètres de diamètre, en suspension dans l’eau. Lorsque l’eau s’évapore lentement, les sphères se déposent et s’empilent comme des boulets de canon, offrant une construction cristalline ordonnée. En utilisant la galvanoplastie, la même method qui ajoute une advantageous couche de chrome à un enjoliveur, les chercheurs infiltrent ensuite les sphères en plastique avec du nickel. Une fois le nickel en place, les sphères de plastique sont dissoutes avec un solvant, laissant un réseau ouvert d’entretoises métalliques.

Rendu 3D des étapes de création du Bois Métallique. Nickel est en bleu. La dernière étape montre que d’autres matériaux (couleur jaune) peuvent être appliqués sur le nickel.

Les entretoises du bois métallique mesurent environ 10 nanomètres de massive (environ 100 atomes de nickel de diamètre). Penn Engineering admet que bien que des matériaux avec une telle construction et une telle précision puissent être construits par impression 3D, leur méthode est beaucoup plus rapide et plus versatile en termes d’évolutivité. Cependant, les caractéristiques et le comportement d’objets de plus grande taille constitués de ce matériau restent à étudier. Actuellement, ils ont fabriqué une feuille à partir de ce matériau.

Feuille de bois métallique sur un assist en plastique

Les pores constituent les 70% du Bois Métallique ce qui rend sa densité proche de celle de l’eau. Cette caractéristique peut permettre au matériau de flotter. De plus, les pores peuvent être remplis d’autres matériaux tels que des substances de stockage d’énergie. Ce dernier permettrait d’avoir divers appareils dont les corps se doublent de batteries. Un autre avantage potentiel de ce matériau pourrait être son coût automobile il est fait de nickel relativement bon marché. Bien sûr, cela serait attainable si la technologie de fabrication était également rendue rentable.

Du level de vue de l’industrie de la défense et des armes à feu, si un tel matériau peut être construit à une épaisseur suffisante, correspondant aux caractéristiques revendiquées et à un coût raisonnable, il peut permettre de développer une grande variété de nouveaux produits révolutionnaires : blindages de corps et de véhicules, petits armes, projectiles, véhicules sans pilote, avions de chasse, sous-marins… vous l’appelez. Faites-nous savoir dans la part des commentaires que pensez-vous que l’on peut faire avec le bois métallique ?

Sources:

“Le ‘bois métallique’ de Penn Engineer a la pressure du titane et la densité de l’eau”. (2019, 24 janvier). Penn Ingénierie. Extrait de : https://medium.com/penn-engineering/penn-engineers-metallic-wood-has-the-strength-of-titanium-and-the-density-of-water-a8d8573c6bc

L’étude complète est publiée sur le website Net de Nature Scientific Stories.