Apa yang berhasil dilakukan oleh para ilmuwan dari Universitas Pennsylvania, Universitas Illinois dan Universitas Cambridge menonjol dari baris umum di mana proses pembuatan bahan terstruktur dikendalikan pada tingkat atom individu. Dan sebagai hasilnya, diperoleh bahan baru, yang disebut "kayu logam", yang lebih kuat dari titanium, tetapi lima kali lebih ringan dari nikel, dari mana ia sebenarnya dibuat.
Ungkapan "lebih kuat dari titanium" memang klise, tetapi dalam hal ini adalah kebenaran yang paling murni.
Meskipun titanium sendiri bisa 10 kali lebih kuat, jika strukturnya ideal. Rahasia kekuatan material baru bisa dilihat di hutan biasa. Selulosa murni, yang merupakan bahan lunak, memperoleh kekuatan yang cukup tinggi saat dibentuk menjadi struktur kayu. Dan beberapa jenis bahan selulosa buatan memiliki kekuatan yang sebanding dengan baja terburuk.
Ngomong-ngomong, para ilmuwan yang menciptakan "pohon logam" tidak mengejar tujuan untuk menciptakan bahan khusus ini; selama penelitian mereka, mereka mencari dan mengerjakan metode baru untuk membuat struktur berpori logam yang menyerupai struktur kayu. Di masa lalu, busa logam cair atau pencetakan 3D telah digunakan untuk mencapai efek ini, memberikan akurasi beberapa ratus nanometer. Namun, kedua metode memiliki kekurangan, dengan berbusa sangat sulit untuk mencapai distribusi kerapatan material yang merata, dan proses pencetakan 3D sangat lambat untuk digunakan dalam produksi industri.
Menurut studi sebelumnya, mengurangi ukuran unit strukturalnya memainkan peran kunci dalam meningkatkan kekuatan material. Para peneliti berhasil mencapai hal ini dengan menggunakan nanopartikel plastik, berukuran beberapa puluh nanometer, dicampur secara merata dalam air. Ketika air menguap, partikel-partikel bola ini disusun dalam bentuk struktur yang teratur secara geometris, setelah itu lapisan nikel diendapkan secara galvanis di permukaannya, yang secara bertahap mengisi seluruh ruang di antara partikel-partikel tersebut. Setelah itu, plastik dihilangkan dengan melarutkan dan jaring dari jembatan logam terbaik tetap ada. Faktor pengisian ruang dengan logam tidak melebihi 30 persen, sisanya 70 persen jatuh pada void, dan hal ini cukup agar material yang dihasilkan memiliki massa jenis yang memungkinkannya mengapung di permukaan air.
Hingga saat ini, para ilmuwan berhasil membuat sampel "kayu logam" berupa foil, dengan luas sekitar satu sentimeter persegi. Dan proses pembuatan bahan seperti itu sangat mahal. Namun, penelitian lebih lanjut ditujukan untuk membuat bahan tersebut lebih murah dengan meningkatkan volume produksi. Sejalan dengan ini, para ilmuwan sedang menyelidiki sifat-sifat "kayu logam" dan perilakunya di bawah pengaruh tekanan mekanis yang ekstrim.
Video promosi:
Potensi menarik lainnya dari teknologi ini adalah ruang kosong pada struktur logam dapat diisi dengan material lain. Secara alami, struktur logam yang diisi dengan cairan atau elektrolit padat dapat menjadi elemen baterai penyimpanan yang sangat besar, yang dapat memberi daya pada perangkat yang membuatnya untuk waktu yang sangat lama.
