Ny Levitating, Bending 'Nanocardboard' kunne gøre lysstik, Microrobots

Et nyt materiale udviklet af forskere ved University of Pennsylvania er let nok til at hvile på et blad uden at bøje det, og alligevel kan det være stærkt nok til at hjælpe med at drive satellitter til de yderste rumområder. Åh, og det levit også.

Og det er ikke alt dette nye materiale kan også være nyttigt for. Faktisk kan bilens trækning, kræftcellerdræbning, redningsoperationsledende små robotter i virkeligheden laves ud af dette futuristiske pap.

Eller mere specifikt kan fremtidens mikroroboter bygges ved hjælp af et aluminiumoxid "nanokardon", der vejer mindre end en tusindedel af et gram og alligevel er stærkt nok til at bøje uden at bryde. Det er en god termisk isolator, hvilket betyder, at det sandsynligvis kan holde sig godt i ekstreme temperaturer.

Nøglen til dette fascinerende nyt materiale er dens sandwichformede form, som forskerne bag det siger gør det omkring 10.000 gange så stærk som materialet ville være, hvis det var helt solidt. Holdet offentliggjorde deres resultater i det seneste nummer af Naturkommunikation.

"Hvis du anvender tilstrækkelig kraft, kan du bøje bølgepap skarpt, men det vil snappe du vil skabe en krone, hvor den bliver permanent svækket, "siger Igor Bargatin, en professor i maskinteknik hos Penn, der ledte undersøgelsen. "Det er den overraskende ting om vores nanocardboard; Når du bøjer det, bliver det som om der ikke er sket noget. Det har ingen præcedens i makrokalenderen."

Fordi det er så stærkt og let, sagde forskerne, at der kunne være en række applikationer til deres nanocardboard, fra de små - for eksempel ved at give et materiale til vingerne på sværmende, fuglignende mikroroboter - til meget, meget større applikationer inden for rumfart, for eksempel ved at udvikle lyse sejl.

Lys sejl er en mulighed for at give mennesker mulighed for bedre at udforske de fjerneste områder af dyb rum uden at skulle bekymre sig om energibegrænsninger. De er stort set som sejl, der driver både, undtagen i stedet for at drive havbundne fartøjer ved hjælp af vind, ville de drive rumfartøjer eller satellitter ved at opfange de små lyspartikler udgivet af solen.

"En anden potentiel applikation er Starshot LightSail, som har til formål at rejse op til 20% af lysets hastighed for at nå Proxima Centauri b i et par årtier," skriver forfatterne i papiret. "Nogle af de kritiske materialekrav omfatter en massefylde under 0,1 gm-2 (svarende til en sejltykkelse på ~ 100 nm), evnen til at opretholde høje temperaturer og en tilstrækkelig bøjningsstivhed til at styre formen (og dermed fremdrivningsretningen).”

Forskerne skitserede også andre applikationer, herunder varmeisolering og energikonvertering. Det faktum at materialet kan leve op, når du opvarmer det, kan også vise sig nyttigt, selv om forskerne endnu ikke synes helt sikre, hvordan. Derefter planlægger de yderligere at undersøge, hvilke af de mange mulige anvendelsessager til dette nye nanocardboard, der holder mest lov.