Инженеры разработали технологию восстановления структуры поврежденного пенометалла с помощью гальваники при комнатной температуре.
Более 6 тыс. лет человечество использует металлы для изготовления различных вещей из-за их прочности и жесткости. Для того чтобы их повредить требуется много энергии, но это относиться и к процессу их восстановления, который обычно происходит путем плавления при высокой температуре. Однако данный способ ремонта не всегда применим, например, для металлической пены со сложной внутренней структурой.
Недавно ученые из Пенсильванского университета нашли решение. Для этого они использовали химическое осаждение из паровой фазы, чтобы равномерно покрыть каждую стойку никелевой пены слоем парилена D, химически инертного и эластичного полимера. Поскольку устойчивость к повреждению этого материала немного ниже, чем у никеля, он быстрее ломается, обнажая металл под ним. Затем исследователи использовали гальванику для формирования новых никелевых стоек только на открытом металле, где они были необходимы.
Ионы легко перемещаются через жидкий электролит к нужному участку, а с помощью электрохимии их преобразуют в твердый металл. Полимер действует как литографическая маска и позволяет ионам превращаться в металл только в месте повреждения. Таким методом команда смогла «заживать» образцы с трещинами, частичными разрывами и сломанные пополам.
Полное восстановление заняло около четырех часов, и, поскольку гальваника воздействует на весь открытый никель, это время не зависит от размера образца.
Ученые сравнивают созданные пенометалл с костью из-за схожего механизма регенерации. Они также говорят, что электролитная жидкость может быть помещена внутрь металлической пены, и при разрушении покрывать область разрыва, восстанавливая структуру после приложения внешнего напряжения.
Это позволит производить ремонт не снимая поврежденный элемент, что полезно для транспорта, роботизированного оборудования и космических аппаратов.
Ранее мы также сообщали, что ученые разработали технологию производства сверхлегких и очень прочных металлических пенопластов.
текст: Илья Бауэр, фото: University of Pennsylvania
