Nove letjelice mogle bi se graditi od modificiranog ugljika, a neboderi? Lagan je kao pero, a čvrst kao čelik

Znanstveno otkriće modificiranog ugljika koji je lagan kao pero, a čvrst kao čelik moglo bi donijeti revoluciju za niz industrija. Dok bi se takav materijal mogao primjenjivati za izradu letjelica, razmatra li se njegov potencijal i u izgradnji? Mogućnosti su beskrajne, no sve je i dalje na razini ideje.

Inovacijama u građevinskom sektoru nema kraja, a u skladu s ubrzanom modernosti današnjeg vremena, nekad se čini da promjene dolaze brzinom svjetlosti. Struka tako odnedavno eksperimentira s 3D printanjem, drvenom ili gradnjom od drugih, odavno zaboravljenih prirodnih materijala, a naveliko istražuje granice umjetne inteligencije (UI).

Ipak, za većinu nas koji smo život proveli u armiranobetonskim građevinama najveća promjena bila bi kada bi neki materijal mogao zamijeniti čelik – zadržavajući njegovu čvrstoću, uz druge prednosti. E pa, izgleda da takav materijal i postoji, a dobiven je modifikacijom ugljika.

Lagan poput stiropora

Iako je dva puta teži od vode, ugljik, odnosno grafit izgleda može postati lagan poput stiropora, naprave li se u njemu nanometarske šupljine koje ga, zahvaljujući specifičnom obliku čine iznimno čvrstim – čak toliko da čvrstoćom bude usporediv s čelikom. Danas znanstvenici prepoznaju veliki potencijal otkrića, no netom nakon što je alotropskom modifikacijom ugljika dobivena ‘molekula stoljeća’ i nije bilo toliko jasno koja bi mogla biti primjena novog materijala.

Nazvana buckminsterfulleren, a otkrivena 1991. godine, nova formula ugljika bila je samo takva bomba za industrijski svijet, a da to isprva nije bilo ni prepoznato. Kasnije se otkrilo da je novi materijal na najsitnijim razinama oblika nogometne lopte tek prva od brojnih alotropskih modifikacija ugljika široke mogućnosti primjene, piše bug.hr.

Do danas se već zna da se materijali dobiveni modifikacijama mogu koristiti u raznim industrijama, a zbog velike čvrstoće zanimljiva je ideja o mogućnostima korištenja u građevinskim konstrukcijama. Inače, čudo od ugljika’ nastalo u kemijskom laboratoriju, djelo je, ni manje ni više, dvadesetorice znanstvenika iz Kanade, Koreje, Njemačke i Sjedinjenih Država. O svojem otkriću pišu u znanstvenom radu ‘Ultrahigh specific strength by Bayesian optimization of carbon nanolattices’ koji je objavljen ove godine u časopisu Advanced Materials.

Širok spektar primjene

Istraživači u radu koriste multi-ciljnu Bayesovu optimizaciju za generiranje optimalnih geometrija rešetke koje uravnotežuju čvrstoću – odnosno tlačenje i smicanje, a niske su gustoće. Kako navodi rad, eksperimentalno novi dizajni povećavaju čvrstoću i modul elastičnosti za čak 118 posto, odnosno 68 posto, usporedi li ih se s klasičnim topologijama na istoj gustoći.

Rezultat otkrića materijal je koji je sa specifičnom čvrstoćom, a pri niskim gustoćama približan čeliku, dok je istovremeno neuobičajeno lagan i čvrst. Takvi materijali obećavaju revoluciju u primjeni u raznim sferama, poput avijacije, svemirskih tehnologija, ali i drugim industrijama gdje je masa gradnje smanjena, bez kompromisa u čvrstoći. Budućnost će pokazati širinu primjene ove novine nastale kombinacijom Bayesove optimizacije, nanoskopskog tiska i pirolizirane strukture te na koje načine će transformirati brojne industrijske sektore. Ovdje pročitajte što kaže struka – mogu li drveni neboderi zamijeniti armiranobetonske konstrukcije?

Pridružite se našoj Viber zajednici i prvi saznajte sve informacije.