Создан самый тонкий и прочный материал

Когда речь заходит о тонких материалах, на ум сразу приходит графен и другие материалы одноатомной толщины. Однако, невзирая на массу уникальных характеристик, все эти материалы обладают одним недостатком, они настолько тонки, что не могут сохранять свою плоскую форму без посторонней помощи. Для того, чтобы воспрепятствовать сворачиванию этих материалов и потере ими их свойств, материалы наносят на специальные основания. И для некоторых областей применения эти основания должны иметь минимальную толщину, оставаясь при этом прочными, способными сохранить свою форму и форму нанесенного на их поверхность другого материала. Подобный материал был создан исследователями из Пенсильванского университета, толщина этого в тысячу раз меньше толщины бумажного листа, тем не менее, этот материал способен выдерживать сильные деформации и восстанавливать после этого свою изначальную форму.

Тончайшие пластины этого материала изготовлены из окиси алюминия, корунда. Они буквально выращивались на поверхности основы слой за слоем, а когда толщина пленки достигла от 25 до 100 нанометров, этот материал обрел необычайно высокую прочность. Более того, пленка материала выращивалась не сплошным монолитным слоем, его поверхности специально была придана рифленая форма, напоминающая пчелиные соты. Квадратный метр такого материала указанной выше толщины весит всего одну десятую часть грамма.

"Окись алюминия - это достаточно распространенная керамика, которая является весьма хрупкой" - рассказывает Игорь Баргатин (Igor Bargatin), ведущий исследователь, - "Исходя из этого мы ожидали, что новый материал будет ломаться очень легко. Однако, изгиб полученных пластин, их скручивание и другие деформации не нарушают целостность материала, он всегда возвращается к своей изначальной форме. Создается впечатление, что этот материал изготовлен не из керамики, а из эластичной пластмассы. Когда мы увидели это в первый раз, мы сами не могли в это поверить".

Использование нового материала позволит преодолеть множество ограничений, связанных с использованием других "плоских" материалов, обладающих не столь высокой механической прочностью. Кроме этого, сотовидная структура материала обеспечивает его способность противостоять микротрещинам и другим повреждениям, все эти микроповреждения распространяются в большинстве случаев только внутри одной ячейки, не переходя на соседние участки материала.

Новый материал, благодаря его тонкости и высокой механической прочности, может найти применение не только там, где требуется использование материалов одноатомной толщины. Его можно использовать в авиации, в космической технике, в робототехнике для создания маленьких и легких роботов-насекомых и в других областях, где вес материала играет главную роль.

"Самые тонкие материалы естественного происхождения, из которых, к примеру, состоят крылья насекомых, имеют толщину в несколько микронов. И из-за того, что они состоят из клеток, они принципиально не могут быть более тонкими" - рассказывает Игорь Баргатин, - "Самые тонкие искусственные крылья, о которых мне известно, сделаны из майларовой пленки, толщиной в половину микрона, натянутой на прочный каркас. Крылья для роботов-насекомых, изготовленные из нашего материала, могут быть еще в десять раз более тонкими и легкими, кроме этого, они не будут нуждаться ни в каких каркасах".