name | autoweek.cz

Superlehký kov pro výrobu automobilů

28.01.2012 | Vladimír Rybecký | Trendy

Automobily by se daly vyrábět z materiálu, který je z 99,99 % tvořen vzduchem, protože se jedná o mikromřížku.

Nová kovová struktura mikromřížky (microlattice),vyvinutá americkými vědci, je tak lehká, že dramaticky snižuje aerodynamický odpor a stonásobně zlepšuje efektivitu využití paliva. Jednoho dne by se mohla začít používat pro výrobu automobilů.

Nový inovační materiál, označovaný jako mikromřížka, je údajně stokrát lehčí než Styrofoam. Vyvinuli jej v California Institute of Technology, HRL Laboratories v Malibu a University of California-Irvine.

Podstatou materiálu je mikroskopická mřížková struktura. Je tvořena řadou drobných dutých nikl-fosforových trubiček nasměrovaných tak, aby se spojovaly v uzlech vytvářejících opakující se hvězdicovité trojrozměrné buňky. Mikroskopická mřížka obsahuje 99,99 % vzduchu a jen 0,01 % materiálu. Tloušťka stěn trubic je 100 nm. Jsou tedy 1000x tenčí než lidský vlas.

Podle Billa Cartera z HRL by se tento nový materiál mohl využit v automobilové technice. Při nahrazení základních nosných struktur v automobilech a letadlech by bylo možné s pomocí mikromřížky vyrábět lehčí a z hlediska využití paliva efektivnější výrobky. Materiál je přitom rovněž pevný. Carter poznamenal, že materiál má ultranízkou hustotu a díky své mřížkové struktuře dobře pohlcuje energii.

Carter porovnal vlastnosti mikromřížky se stavbami jako Eiffelova věž nebo most Golden Gate v San Francisku. Tyto struktury jsou podle Cartera díky své stavbě neuvěřitelně lehké a účinně nesou hmotnost. \"Způsobujeme převratné změny v oblasti lehkých materiálů, neboť tento koncept přenášíme na úroveň materiálů a jejich strukturu vytváříme v nano- a mikrovelikostech.\"

Buněčná struktura materiálu rovněž umožňuje nevídané mechanické chování kovu, mezi které patří úplná regenerace kovu po stlačení, přesahující 50 % zatížení, a mimořádně vysoká úroveň absorpce energie. A samozřejmě, \"je také velmi lehký\", dodává Julia Greerová, asistentka CalTech pro výzkum a mechaniky materiálů. \"Mikromřížkou by se mohla nahradit každá vnitřní komponenta automobilu, která není superlehká nebo vyrobená z těžkého kovu. Existují rovněž některé části komponent nosné struktury, které by se rovněž daly nahradit. Mikromřížkou by mělo být možné nahradit tradiční masu kovu v samonosné karoserii automobilů, neboť je stejně tuhá avšak stokrát lehčí.\"

Kovová struktura byla vyvinuta pro Agenturu vyspělých výzkumných projektů určených pro obranu, která zadává pokročilé výzkumy pro Ministerstvo obrany USA. Vláda však není jediná, kdo by rád využil předností této inovace. Podle inženýra z UC-Irvine pro mechaniku a letectví Lorenza Valdevite mají o novou technologii velký zájem mateřské společnosti HRL Laboratories General Motors a Boeing.

Nejdůležitější na tomto objevu je to, že se nejedná jen o aplikaci, o které dnes uvažujeme. Představuje platformu, takže v budoucnosti můžeme měnit způsob konstrukce materiálů. V závislosti na aplikaci můžeme uvažovat o změně struktury materiálu tak, aby mikromřížka měla optimální funkci.

Vývojový tým se nyní připravuje na další krok v projektu mikromřížky. Tím je vytvoření nanomřížky, která obsahuje méně vzduchu. Idea je taková, že forma struktury mikromřížky se přemění na pevnější formu materiálu. \"Chceme vytvořit úžasný materiál, v němž se všechny stupně tlaku projevují v nanorozměrech, takže se bude jednat o skutečný nepružný materiál,\" říká Greerová.