Il Microlattices un materiale Stampato in 3D – che regge 10.000 volte proprio peso
Gli ingegneri dei materiali presso il Lawrence Livermore National Laboratory hanno sviluppato una sostanza e un metodo di stampa che mescola metallo e ceramica con plastica flessibile e che ha una resistenza sorprendente.
“Può reggere più di 10.000 volte il suo peso”, dice Chris Spadaccini, ingegnere dei materiali presso il LLNL. “I nostri micro materiali hanno proprietà che sono disciplinati dalla loro disposizione geometrica in microscala, proprietà che al contrario non dipendono dalla composizione chimica. Abbiamo inventato questi materiali grazie alla proiezione micro-stereolitografia. ”
Il team di LLNL ha rapidamente creato dei materiali che presentano una serie di intricate geometrie 3D generate in micro-scala .
In un progetto, il team ha utilizzato un polimero come modello per realizzare quello che chiamano “microlattices “. Questo polimero è stato ricoperto da uno strato sottile di metallo da 200 a 500 nanometri di spessore. Poi col calore è stato rimosso il centro del polimero dalla struttura, lasciando un metallo cavo che risulta sia ultraleggero sia estremamente forte.
“La chiave di questa ultra rigidità è che tutti gli elementi micro-strutturali in questo materiale sono stati progettati per contrastare i vincoli e non si piegano sotto il carico applicato”, come spiega Xiaoyu “Rayne” Zheng.
E il processo funziona con diversi materiali, da polimeri ai metalli fin’anche alla ceramica.
In un’altra applicazione del metodo, la squadra LLNL ha ripetuto il concetto col polimero microlattices , ma al posto di un cappotto con metallo, è stata usata la ceramica esattamente un rivestimento spesso circa 50 nanometri. Ottenendo un materiale con quattro ordini di grandezza superiore a quella dell’ aerogel con una densità paragonabile
L’aerogel è mille volte meno denso del vetro e tre volte più denso dell’aria.
Un terzo esperimento ha visto la squadra utilizzare un polimero e impasto ceramico per costruire un ibrido . Ciò che è risultato è un materiale completamente ceramico che mostra resistenza e rigidità, come gli altri due materiali precedenti.
Il lavoro è stato completato e pubblicato da Spadaccini, Zheng, e dal professore del MIT Nicholas Fang.