Mikromriežka je vytvorená z mikroskopických dutých trubiek, ktoré boli v prototype vyrobené zo zliatiny niklu a fosforu. Steny trubiek majú hrúbku približne 100 nanometrov, čo je asi 1 000-krát menej ako hrúbka ľudského vlasu. Objem výslednej štruktúry preto z 99,99% vypĺňa vzduch a je 100-krát ľahšia ako penový polystyrén.
Materiál vyvinuli v laboratóriách HRL, ktoré spoločne vlastnia Boeing a General Motors. Vo výskume však nie sú sami. Spolupracujú s kalifornským technologickým inštitútom Caltech a Kalifornskou univerzitou v Irvine. Prvé výsledky vývoja prezentovali už v roku 2011. V roku 2012 dokonca magazín Popular Mechanics zaradil ich výtvor medzi 10 inovácii, ktoré zmenia svet. Na podobnej štruktúre preto pracujú už aj iné tímy. Napríklad univerzita v Nottinghame. S materiálom sa síce teraz chváli Boeing, no v budúcnosti môže mať obrovské spektrum využitia. Ako je ale možné takúto štruktúru vyrobiť a čo dokáže?
Prútová štruktúra ako na Eiffelovke
Princíp je v podstate jednoduchý. Vedci sa snažili vytvoriť prútovú konštrukciu, podobne ako napríklad na Eiffelovej veži, no v miniatúrnom merítku. Ďalšou úlohou bolo vytvoriť túto štruktúru z dutých trubiek a to všetko bez mechanických spojov. Ako to teda urobili? Základom je spojenie dvoch technológii, 3D tlačenia a bezelektrického povlakovania niklom. Vedci si teda najskôr namodelovali želanú štruktúru v CAD a vytlačili ju na 3D tlačiarni. Celý tvar vytlačili z polyméru, ktorý potiahli niklom, respektíve zliatinou niklu a fosforu. Polymér potom rozpustili a vznikla dutá jednoliata kovová mikromriežka s neuveriteľne tenkými stenami.
Mikromriežku tak možno stlačiť až na polovicu svojho objemu bez poškodenia. Dokáže teda absorbovať veľké množstvo energie.
Inšpiráciou pre vedcov bola aj štruktúra ľudskej kosti.
Na čo je takáto mikromriežka vlastne dobrá? Pri tejto otázke sa musíme vrátiť k tomu, čo vedcov vôbec inšpirovalo. Možno to niekoho prekvapí, ale boli to ľudské kosti. Teda aspoň čiastočne. Pod pevným a tvrdým povrchom totiž majú štruktúru podobnú mikromriežke, ale s nepravidelným usporiadaním. Podobne by sa dala využiť aj kovová mikromriežka, ako výplň štrukturálnych dielcov, čo by znamenalo veľkú úsporu hmotnosti. Tá je najmä v leteckom, no aj automobilovom priemysle veľmi dôležitá. Priamo totiž ovplyvňuje spotrebu. Kovová mikromriežka má však okrem hmotnosti ešte ďalšiu dobrú vlastnosť. Keď ju totiž stlačíte, jednotlivé mikrotrubky sa nepolámu, ako by sa dalo čakať. Namiesto toho sa iba poohýbajú a najlepšie je, že sa po uvoľnení tlaku vrátia späť. Mikromriežku tak možno stlačiť až na polovicu svojho objemu bez poškodenia. Dokáže teda absorbovať veľké množstvo energie.
Najväčšou výzvou je teraz výrobný proces. Na použitie v autách totiž musí cena dostatočne klesnúť, aby výsledný výrobok zostal konkurencieschopný. Podľa Billa Cartera, riaditeľa matriálového laboratória HRL, uvidíme aplikáciu mikromriežky najskôr v raketách určených na lety do vesmíru, na ktorých Boeing spolupracuje s NASA. Prvú by mali postaviť do piatich rokov. Potom sa nová technológia dostane aj do komerčných lietadiel, či automobilov.
