Резиновый «экзоскелет» позволяет жидким металлическим конструкциям сохранять свою форму

Представьте себе, если бы существовало металлическое устройство, которое можно было бы транспортировать полностью сжатым в компактный шар, но при нагревании оно автоматически «распустилось бы» в свою первоначальную форму. И такое может скоро стать возможным благодаря недавно разработанной решетке из жидкого металла.

Команда ученых из нью-йоркского Университета Бингхэм использовала 3D-печать структур решетчатого типа из существующего металла, известного как сплав Филда. Названный в честь своего изобретателя, химика Саймона Келлена Филда, сплав состоит из смеси висмута, индия и олова. Он также плавится при нагревании до 62°C, но затем затвердевает при охлаждении.

Используя комбинацию вакуумного литья и технику, известную как конформное покрытие, эти решетки из сплава впоследствии были покрыты слоем резины. Пока температура окружающей среды оставалась ниже 62 градусов, полученные структуры оставались жесткими.

Однако после нагревания выше этой точки сплав плавился, но все еще содержался в резиновой оболочке. В этой податливой форме конструкции затем могут быть спрессованы или деформированы иным образом.

Если бы они удерживались в такой форме, в то время как сплав впоследствии охлаждали и повторно затвердевали, они сохраняли бы эту измененную форму в течение неопределенного времени.

После повторного нагревания до 62, сплав снова расплавился. Точно так же, как резиновая игрушка возвращается в свою первоначальную форму после сжатия, резиновые оболочки решеток также могли вернуться к своей первоначальной форме, вытягивая вместе с ними жидкий металл. Как только они остыли, сплав снова затвердел бы до своей «правильной» формы.

До сих пор исследователи использовали эту технологию для создания таких элементов, как сетчатые антенны, похожие на паутину, футбольные мячи, соты, и даже руку, похожую на руку робота из фильма Terminator 2, которая открывается при плавлении сплава.

Решетка может также использоваться в таких приложениях, как шасси космического корабля, которые могут поглощать энергию удара при изгибе, но затем возвращаться к своей первоначальной форме после нагревания и охлаждения.

«Обычно инженеры используют алюминий или сталь для изготовления подушечных конструкций, но после приземления на планету металл поглощает энергию и деформируется. Все кончено — вы можете использовать его только один раз», — говорят ученые.

«Используя новый сплав, вы можете деформировать его, как и другие металлы, но затем нагреть его позже, чтобы восстановить первоначальную форму. Вы можете использовать его снова и снова».

Исследование описано в статье, недавно опубликованной в журнале Additive Manufacturing.