Powstała elastyczna ceramika

[KopalniaWiedzy.pl 353]

Naukowcy z MIT-u i singapurskiego Uniwersytetu Technologicznego Nanyang stworzyli... elastyczną ceramikę. Ich materiał nie tylko można wyginać, ale również ma on pamięć kształtu i po podgrzaniu powraca do swojej pierwotnej formy.

Ceramika znana jest z tego, że jest bardzo twarda i bardzo krucha. Zadziwiające jest nie tylko to, że można ją zgiąć, ale również i fakt zapamiętywania kształtu. Dotychczas właściwość tę wykazywały niektóre metale i polimery.

Teoretycznie struktura molekularna ceramiki pozwala jej na zapamiętywanie kształtów, jednak jej kruchość uniemożliwia wykorzystanie tej właściwości.

Uczeni z USA i Singapuru najpierw wyprodukowali bardzo małe kawałki ceramiki. Tak małe, że niewidoczne ludzkim okiem. Rzeczy mniejsze są bardziej odporne na złamanie - mówi profesor Christopher Schuh z MIT-u. Następni uczeni skupili się na tym, by pojedyncze ziarna kryształu rozciągały się na całą sktrukturę. W ten sposob z materiału usunięto granice ziarna, a to właśnie na granicach najczęściej pojawiają się pęknięcia. W ten sposób uzyskano niewielkie próbki ceramiki, które można było zdeformować o około 7% ich rozmiarów. Większość rzeczy można deformować o około 1$%, mówi student Alan Lai i dodaje, że tradycyjnej ceramiki nie można wygiąć nawet o ten 1%.

Fragment ceramiki, który można zginać o 7-8 procent ma średnicę zaledwie 1 mikrometra. Tylko pozornie jest to mało. W nanotechnologii pracuje się z jeszcze mniejszymi obiektami. Nowa elastyczna ceramika może posłużyć do budowy mikro- i nanourządzeń. W porównaniu z innymi materiałami używanymi w mikroaktuatorach ceramika ma niezwykle obiecujące właściwości, gdyż działa ona z rekordowo dużą siłą podczas zmiany kształtu.

Uczeni podczas swoich eksperymentów użyli tlenku cyrkonu, ale ich technika może zostać wykorzystana do pracy z innymi rodzajami ceramiki. Naukowcy mówią, że ich materiał łączy to co najlepsze z metali i ceramiki - metale są mniej wytrzymałe, ale łatwo podlegają deformacjom, podczas gdy ceramika jest bardziej wytrzymała, ale nie jest elastyczna.

Stworzenie superelastycznej ceramiki to zaskoczenia. Dotychczas sądziliśmy, że ceramika jest niezwykle krucha - mówi profesor Robert Ritchie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.