Hedvig
7 °C
23 °C

Hőtől zsugorodó anyagot állítottak elő

2016.10.27. 11:18

A legtöbb ismert anyag hő hatására tágul, ezt mindenki megtanulja az általános iskola valahanyadik osztályában. Egy kutatócsoport most kifejlesztett egy 3d nyomtatással előállítható új anyagot, amely viszont összezsugorodik, ha melegítik, ami persze egy egész sor ipari alkalmazási területen lesz nagyon hasznos a reményeik szerint.

A "negatív hőtágulás", vagyis zsugorodás produkálásához egy olyan metaanyagot kellett fejleszteni, amelynek a tulajdonságai a természetben nem találhatók meg. Ehhez a mikrosztereolitográfiás projekció nevű 3d nyomtatási eljárást használták, amellyel egy két anyagból álló mikrorácsos struktúrát állítottak elő, amely képes három irányban befelé hajlani.

A polimerből és polimer-réz ötvözetből álló mikrorácsszerkezet
A polimerből és polimer-réz ötvözetből álló mikrorácsszerkezet
Fotó: Lawrence Livermore National Laboratory

Az anyagszerkezet kerete és a támasztékok is ugyanabból a polimerből állnak, de a keretbe réz nanorészecskéket is kevertek. Ezek éppen annyi különbséget okoznak a keret és a támasztékok hőtágulásában, hogy az előidézi a szerkezet befelé hajtódását. 170 fokos skálán be lehet állítani, hogy milyen hőmérsékleten kezdjen összehúzódásba.

Az új anyag a jövőben jó lehet például arra, hogy passzívan, külön hűtés nélkül biztosítsák mikrocsipek különböző részeinek a stabilitását. De ennél megfoghatóbb alkalmazási terület is elképzelhető, például biztonságosabb fogtömések állíthatók vele elő, illetve a hidak és épületek hőtágulás elleni védelmében is hasznosak lehetnek. Jóval rugalmasabb például a sima zsugorcsőhöz képest is, hiszen azt egyszeri hevítés után megtartja a méretét, míg az új anyag a hőmérséklethez igazodik.

A fejlesztést bemutató tanulmány a Physical Review Letters szaklapban jelent meg.