Forskere laver verdens letteste materiale
Nyt materiale vejer næsten ingenting. Samtidig er det stærkt, fleksibelt og kan absorbere store mængder energi.

Det nye materiale består primært af luft og erså let, at det kan hvile på en gammel mælkebøtte. (Foto: Dan Little, HRL Laboratories LLC)

Det nye materiale består primært af luft og erså let, at det kan hvile på en gammel mælkebøtte. (Foto: Dan Little, HRL Laboratories LLC)

Et nyt materiale, lavet af amerikanske forskere, vejer kun 0,9 milligram per kubikcentimeter. Hele 99,99 procent af det er luft.

Det er opbygningen af materialet, som giver det de helt særlige egenskaber.

Materialet er fremstillet af et gitter af hule rør med vægge, som er tusinde gange tyndere end håret på dit hoved. Inden for materialeteknologien har man forsøgt flere strategier for at udvikle superlette materialer med lav tæthed.

Kontrolleret struktur giver materialet gode egenskaber

Sådanne materialer har nyttige egenskaber og vil kunne bruges til eksempelvis varmeisolering, lydabsorption eller støddæmpning, som batterielektroder og i katalysatorsystemer.

Men der er meget få produkter, som når under 10 milligram per kubikcentimeter. Det gælder for eksempel aerogel eller metalskum.

Problemet er, at alle disse materialer har en struktur af tilfældige huller eller celler. Dette giver materialerne en lav tæthed, men svækker de mekaniske egenskaber i forhold til det samme stof i tæt form.

Forskerne bag det nye materiale har fundet frem til en metode til at kontrollere strukturen og lave meget lette metalliske materialer med lav tæthed.

Det er baseret på et gitterrammeværk, som beholder den samme stivhed, styrke, energiabsorptionsevne og ledeevne, som materialet har i tæt form.

Tredimensionelt gitterrammeværk lægger grunden

Forskerne tog udgangspunkt i flydende fotopolymer, altså et stof som ændrer egenskaber, når det udsættes for lys.

De belyste stoffet med ultraviolet lys gennem en maske med et bestemt mønster.

Resultatet var et tredimensionelt gitterrammeværk – en form, som forskerne kunne bygge deres materiale på.

Springer tilbage efter deformering

De dækkede deres nykonstruerede polymerrammeværk i en tyndfilm af nikkel og fosfor. Derefter ætsede forskerne det oprindelige rammeværk væk, så de endte med et hult gitter af nikkel-fosfor.

Test af materialet viser, at det springer tilbage til sin oprindelige form efter en 50 procents deformering.

Dets evne til at absorbere energi kan sammenlignes med gummilignende materialer, der hedder elastomerer.

Forskerne mener, at de ekstraordinære egenskaber skyldes materialets arkitektur på nano-, mikro og millimeterskala.

Samme koncept som Eiffeltårnet

William Carter fra University of California sammenligner materialet med store og mere kendte bygningsværker:

»Moderne bygninger, for eksempel Eiffeltårnet eller Golden Gate Bridge er utroligt vægt-effektive i kraft af deres arkitektur,« siger han i en pressemeddelelse.

»Ved at tage konceptet ned på nano- og mikroniveau er vi med til at revolutionere lette materialer,« siger Carter.

Materialet er udviklet i samarbejde med forskere fra California Institute of Technology på opfordring fra det amerikanske Defense Advanced Research Projects Agency.

© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk