Tepelně tvarovatelná keramika je úplně novým typem materiálu  
Šťastná nehoda v laboratoři stála na počátku objevu fantastické tepelně tvarovatelné keramiky, založené na nitridu bóru. Po zahřátí ji lze vytvarovat do složitých struktur a rovněž do vrstev tenčích než jeden milimetr. Na obzoru je revoluce v elektronice a podobných aplikacích.
Tepelně tvarovatelná keramika. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.
Tepelně tvarovatelná keramika. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.

Materiáloví vědci jsou k nezastavení. Tým americké Northeastern University vyvinul nový typ keramiky, která má podivuhodné vlastnosti. Podle všeho jde o první keramiku, kterou je možné tvarovat po zahřátí. Říkají tomu „thermoformable ceramics“ a je to materiál, který lze právě s využitím tepla vytvarovat do velmi složitých a rovněž velmi tenkých tvarů. Tepelně tvarovatelná keramika by mohla přinést spoustu nových aplikací v elektronice a podobných odvětvích.

 

Randall Erb. Kredit: Northeastern University.
Randall Erb. Kredit: Northeastern University.

Jak se to v materiálové vědě někdy stává, k objevu došlo úplnou náhodou. Byla to vlastně nehoda při práci v laboratoři. Randall Erb a jeho kolegové so hráli s keramickým materiálem založeným na nitridu bóru, který plánovali využít v průmyslu. Kousek materiálu ožehli letlampou a poté se tento kousek nečekaně zdeformoval a spadl, což by člověk od keramiky nečekal.

Tvarování keramiky. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.
Tvarování keramiky. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.

Badatelé se domnívali, že jde o nějakou vadu materiálu, ale zmíněný vzorek byl zcela neporušený. Jen měl zvláštní tvar. Postupně jim došlo, co mají před sebou.

 

Je to fantastické. Chování tohoto materiálu se vymyká obvyklým představám o keramice. Pokud by se stejná příhoda stala běžné keramice, zřejmě by popraskala nebo by se rozbila. Objevitelé jsou nadšeni. Je to podle nich zcela unikátní. V literatuře nic podobného tepelně tvarovatelné keramice nenašli.

 

Detailní průzkum nového materiálu prozradil, že jeho zásadní charakteristikou je speciální mikrostruktura, která umožňuje rychlý přenos tepla. Tepelně tvarovatelná keramika dovoluje vytvářet složité tvary a zároveň si udržuje solidní mechanickou pevnost a tepelnou vodivost.

 

Pro budoucí aplikace tepelně tvarovatelné keramiky je důležité, že tento materiál neumožňuje transport elektronů ani neinterferuje s rádiovými vlnami. U chytrých telefonů a podobných zařízení se jako chladič využívá relativně silná vrstva hliníku. Tepelně tvarovatelnou keramiku ale lze vytvarovat do vrstvy tenčí než milimetr a může fungovat jako efektivnější chladič, který je, na rozdíl od hliníku, prakticky neviditelný pro rádiové signály. Erb s kolegy již pracují na komercializaci nové materiálu v rámci spin-offu Fourier.

 

Doplňující videa:

 

adma202203939-sup-0002-MovieS1.mp44.3 MB

Supplemental Movie 1

adma202203939-sup-0003-MovieS2.mp49.9 MB

Supplemental Movie 2

adma202203939-sup-0004-MovieS3.mp4586.2 KB

Supplemental Movie 3

 

Literatura

New Atlas 10. 10. 2022.

Advanced Materials 4. 9. 2022.

Datum: 13.10.2022
Tisk článku

Související články:

Nový ultralehký keramický aerogel ustojí extrémní teploty     Autor: Stanislav Mihulka (15.02.2019)
Důmyslný ultratenký tepelný štít ochrání elektroniku     Autor: Stanislav Mihulka (21.08.2019)
Grafenový aerogel je nejlehčím zvukovým izolátorem na světě     Autor: Stanislav Mihulka (19.06.2021)



Diskuze:

Gábor Vlkolinský,2022-10-13 14:46:41

No neviem. Chýba tomu tepelná odolnosť keramiky a tvarovateľnosť plastu. Možno niečo medzi tým.

Odpovědět

Náhoda není nehoda

Mintaka Earthian,2022-10-13 12:31:06

A že takových "náhodných" objevů bylo spousty. Namátkou: penicilín, vlastnosti rentgenového záření, neopren a řada dalších typů plastických hmot, grafen...

Je toho tolik, že to spíš vypadá jako běžná součást pokroku.
Jakobychom se běžně točili v kruhu/kleci našich znalostí a občas, když se něco "pokazí", nebo se do toho vloží nějaký náhodný/šílený postup, tak z toho občas vypadne i iniciační prvek nového oboru.

Odpovědět

Serendipita

Pavel Gašperík,2022-10-13 07:42:15

Kedysi bol článok na oslovi o princoch zo Serendipu ,ktorí mali hľadať nejaký poklad, ale vždy sa im podarilo nájsť niečo iné . A tak sa fenomén nálezu nečakaného nazval serendipita . Patril by sem náhodný objav A.Flemminga , alebo objav reliktného žiarenia . Náhoda praje pripraveným .

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz