• Sunday June 16,2019

Super-Strong Ceramic Mimics Seashells 'Tough Mother-of-Pearl Coating

Anonim

I ricercatori hanno creato una ceramica resistente e leggera, ispirata alla composizione dei seashells, e dicono che il loro nuovo materiale potrebbe sostituire un giorno le leghe di alluminio utilizzate nell'ingegneria aerospaziale. Una conchiglia può sembrare una cosa fragile, ma il rivestimento iridescente di madreperla all'interno di molti gusci ha una resistenza sorprendente. La madreperla naturale, nota anche come madreperla, ha una struttura in mattoni e malta: strati di "mattoni" costituiti da un minerale di carbonato di calcio sono tenuti insieme da pellicole sottili di un "mortaio" di biopolimeri come la chitina.

I ricercatori hanno cercato di imitare questa struttura mattone-e-malta per anni, ma la copia di materiali laminati naturali si è rivelata difficile, nonostante i migliori sforzi di molti ricercatori, afferma Robert Ritchie.

. Quei migliori sforzi hanno prodotto solo film molto sottili, non campioni sfusi con praticità nel mondo reale. Ora, i ricercatori hanno escogitato un modo ingegnoso per produrre un materiale sintetico in grossi pezzi, e dicono che il materiale è allo stesso tempo forte e resistente alle fratture.

Nella rivista Science [richiesta di abbonamento] i ricercatori spiegano che prima organizzano lastre di ossido di alluminio (i "mattoni") congelandole nel ghiaccio con un metodo chiamato "tempera-ghiaccio". Le lastre di ossido di alluminio vengono dapprima sospese in acqua, che viene quindi accuratamente congelata per produrre un "getto di ghisa" in ceramica con le piastre in una struttura regolare. I ricercatori quindi congelano il gruppo per far sublimare l'acqua ghiacciata (a bassa pressione e temperatura aumentata, il ghiaccio cambia direttamente da un solido a un gas) e inserire un polimero colloso negli spazi tra le piastre. Quel polimero funge da ammortizzante "malta" e impedisce al materiale di essere fragile come la ceramica domestica. Il polimero consente agli strati simili a mattoni di scorrere l'uno sull'altro quando sottoposti a stress, rendendo il materiale resistente alle fratture.

Dalla cima delle loro teste, i ricercatori elencano alcune potenziali applicazioni per la sostanza: potrebbero essere utilizzate per telai di automobili, materiali da costruzione resistenti e isolanti o giubbotti antiproiettile. Ritchie è anche sicuro che i materiali compositi saranno economici come componenti.

sono tutti facilmente disponibili. Tuttavia, potrebbe passare del tempo prima che il materiale trovi applicazioni pratiche, osserva, poiché i nuovi materiali devono essere sottoposti a rigorose procedure di test. I ricercatori devono anche modificare il loro design, perché il polimero corrente non funziona a temperature elevate; stanno ora sperimentando con filler metallici che sono più tolleranti al calore.


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