New Levitating, Bending 'Nanocardboard' podria fer Lightsails, Microrobots

Un nou material desenvolupat per investigadors de la Universitat de Pennsilvània és prou lleuger com per descansar sobre una fulla sense doblegar-lo i, tanmateix, pot ser prou fort com per propulsar els satèl·lits fins a les zones més allunyades de l'espai. Ah, i també fa levita.

I no és per això que tot aquest nou material podria ser útil. De fet, l’automobilisme, l’assassinat de cèl·lules cancerígenes, els minúsculs robots del futur de l’operació de rescat podrien, de fet, sorgir d’aquest cartró futurista.

O, més concretament, es podrien construir els micro-robots del futur utilitzant un "nanocardboard" d’òxid d’alumini que pesa menys d’una mil·lèsima de gram i, tanmateix, és prou fort com per doblegar-se sense trencar-se. És un gran aïllant tèrmic, el que significa que probablement pot mantenir-se bé en temperatures extremes.

La clau d'aquest fascinant nou material és la forma en forma de sandvitx, que els investigadors darrere diuen que el converteixen en unes 10.000 vegades més fortes que el material, si fos completament sòlid. L’equip va publicar les seves conclusions en l’últim número de Nature Communications.

“Si apliqueu força suficient, podeu doblar el cartró ondulat bruscament, però es farà un cop d'ull; Es crearà un plec on es debilitarà de manera permanent ", diu Igor Bargatin, professor d’enginyeria mecànica de Penn que va dirigir l’estudi. "Això és el que sorprèn del nostre nanocardboard; quan el dobla, es recupera com si no passés res. Això no té precedents a la macroescala."

Com que és tan fort i lleuger, els investigadors van dir que podria haver una sèrie d'aplicacions per al seu nanocardboard, des del petit - per exemple, proporcionant un material per a les ales en microorganismes semblants a aus, fins a aplicacions molt més grans. aeroespacial, per exemple, desenvolupant veles lleugeres.

Les veles lleugeres són una possibilitat que permet als éssers humans explorar millor les regions més allunyades de l'espai profund sense haver de preocupar-se per les limitacions energètiques. Són bàsicament com les veles que alimenten les embarcacions, excepte en lloc d’impulsar els vaixells lligats al mar amb vent, que impulsarien naus espacials o satèl·lits capturant les petites partícules de llum emeses pel sol.

"Una altra aplicació potencial és el llum de Starshot, pensat per viatjar fins a un 20% de la velocitat de la llum per arribar a Proxima Centauri b en un parell de dècades", escriuen els autors. "Alguns dels requisits crítics de material inclouen una densitat de massa per sota de 0,1 gm-2 (corresponent a un gruix de vela de ~ 100 nm), la capacitat de sostenir temperatures altes i una rigidesa de flexió suficient per controlar la forma (i, per tant, la direcció de propulsió))."

Els investigadors també van esbossar altres aplicacions, incloent-hi l'aïllament tèrmic i la conversió d'energia. El fet que el material pugui levitar també quan es fa calor, també pot resultar-se útil, tot i que els investigadors encara no semblen exactament com. A continuació, planegen investigar més de quina de les moltes possibilitats d’ús d’aquesta nova nanocardboard té la major promesa.