[klamdrako]

Получен первый в мире двухмерный полимерный материал



То, что вы видите на снимке, не является помесью земляного червя и аккордеона, фактически это снимок абсолютно нового вида полимерного материала, находящегося на среднем этапе процесса его получения. Этот прозрачный полимерный материал выращивается в специальном кислотном растворе, который за несколько дней заставляет полностью разгладиться все складки материала, наблюдаемые на снимке. В результате получаются листы полимера, столь тонкие, что их можно считать абсолютно плоскими, двухмерными, листами, толщиной всего в один атом. И этот материал является первым в мире полимерным двухмерным материалом, полученным учеными.

Примечательно то, что над проблемой создания плоского полимерного материала параллельно работали две группы ученых, группа А. Дитера Шлютера (A. Dieter Schluter) из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) в Цюрихе, и группа Бенджамина Т. Кинга (Benjamin T. King) из Невадского университета в Рено. И что еще более примечательно, эти две группы добились своей конечной цели практически одновременно, получив полимерные материалы, немного различающиеся по составу.

Полученный полимерный материал является своего рода "родственником" графена, материла одноатомной толщины, состоящего из атомов углерода. В отличие от графена полимерный материал состоит из атомов различных химических элементов, упорядоченных в виде циклически повторяющихся структур. И в отличие от графена, который можно получить просто отслаивая слои от грифеля карандаша, двухмерные полимерные материалы получаются в результате выполнения очень сложных многоэтапных процессов кристаллизации-декристаллизации.

Интерес ученых к графену и другим двухмерным материалам обуславливается тем, что эти материалы имеют весьма уникальный набор физических, химических и электрических характеристик. Благодаря своим свойствам эти материалы могут использоваться в электронике, в энергетике, в биохимии и в других областях, которые имеют отношение к высоким технологиям. Однако, двухмерным полимерам придется проделать еще очень долгий путь до начала их практического применения, ведь даже получение нескольких грамм таких материалов можно считать своего рода научным подвигом.

Следует отметить, что две вышеупомянутые группы ученых ранее уже предпринимали попытки получения двухмерных полимерных материалов. Результаты этих попыток были неизвестны из-за того, что в распоряжении ученых не было методики точного определения структуры полученных материалов. Сейчас же, при помощи модифицированной технологии рентгеновской кристаллографии, подобной технологии, которую в 1952 году использовала Розалинд Франклин для получения визуального образа молекулы ДНК, ученые смогли произвести анализ структуры полученных полимеров, который подтвердил их двухмерную одноатомную природу.


Разработана технология трехмерной печати, позволяющая печатать объекты из различных металлов и сплавов
Трехмерная металлическая печать



Исследователи из Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL), Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) и Пенсильванского университета (Pennsylvania State University) разработали новую технологию трехмерной печати металлом, которая позволяет создавать объекты, различные части которых состоят из различных металлов и сплавов. Используя эту технологию, исследователи изготовили держатель зеркала телескопа, верхняя часть которого изготовлена из металла, имеющего низкий коэффициент температурного расширения. Это обеспечит надежное сцепление держателя с зеркалом через слой хрупкого эпоксидного клея в условиях резких перепадов температуры в космосе. Нижняя часть держателя изготовлена из прочной нержавеющей стали, которую можно сопрягать с элементами конструкции космического аппарата.

Новая технология основана на методе плавления порошка металла при помощи лазера. Но, в отличие от традиционных технологий трехмерной печати, в новой технологии слои металлов или сплавов наносятся на поверхность вращающейся заготовки, формируя сложную радиальную структуру будущего объекта.

Конечно, можно пойти и более простым путем, изготовив из различных металлов и сплавов отдельные части будущего изделия и скрепив их в единое целое при помощи традиционной сварки. Несмотря на простоту, этот метод имеет ряд недостатков, сварной шов может получиться некачественным или хрупким и созданный объект может разрушиться под воздействием перепадов температуры и механических напряжений. А это, как можно догадаться, неприемлемо при строительстве космических аппаратов, обслуживание и ремонт которых в космосе невозможен или сопряжен со значительными трудностями.

Космические корабли следующего поколения могут получить множество деталей и узлов, изготовленных по технологии мульиметаллической трехмерной печати. А главной областью применения этой технологии на сегодняшний день специалисты НАСА считают создание всевозможных переходников и сопрягающих элементов, которые обеспечат присоединение к металлической конструкции космических аппаратов частей, изготовленных из углеродистого волокна.

Вполне естественно, что свою выгоду от внедрения новой технологии мульиметаллической трехмерной печати смогут поиметь и автомобильная, самолето-, судостроительная и другие области промышленности. И конечно, такая технология сможет оказаться весьма полезной при создании новых научных инструментов и даже бытовой техники, предназначенной для широкого использования.