Plast av leire blir sterk som stål

Amerikanske forskere har utviklet en ny gjennomsiktig plast som er like sterk som stål og nesten like elastisk. Plasten kan blant annet brukes til å bygge lettere fly, maskindeler og politiskjold.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

"Blekksprutskall med perlemor. (Bilde: Wikipedia, Chris 73)"

Nanoteknologi

I denne animasjonen kan du se hvordan nanoteknologi kan brukes til å bygge nye materialer, molekyl for molekyl nedenfra.
Du kan også se den større produksjonen NanoSkopet, som forklarer flere sider ved nanoteknologien i et virtuelt nanolaboratorium.

Lenke til nanomaterialer
Lenke til Nanoskopet

Klikk for å se multimedia!

Materialet er bygget opp på samme måte som perlemor i skjell. Perlemor er laget av små flak av kalsiumkarbonat, det samme materialet som i kritt.

Men der kritt er løst og smuldrete, er perlemor veldig sterkt fordi de små flakene er limt sammen i et overlappende mønster med elastiske organiske stoffer.

Det er denne strukturen av sammenlimte flak som professor Nicholas Kotov og kollegene hans ved University of Michigan College of Engineering har etterlignet.

Kotov var på nippet til å døpe materialet stål-plast, forteller han i en pressemelding fra nyhetstjenesten Eurekalert. Men materialet var ikke like elastisk som stål, selv om det er sterkere enn perlemoren det etterligner.

Leire og lim

Forskerne har i flere tiår forsøkt å etterligne naturens byggeskikk i skjell. Først nå har de gjort et gjennombrudd.

De brukte en spesiell form for leire fra Texas. Leiren består av små, sterke flak, og ble bundet sammen med et seigt lim av organiske plaststoffer som ligner på det limet som muslinger skiller ut for å feste seg til steiner og annet underlag.

En robot dyppet en glassplate først i lim, så i en beholder med leiren. Lag på lag ble bygget opp, og etter tre hundre dyppinger hadde forskerne tynne flak av sin nye supersterke plast.

Det beste fra begge verdener

Tradisjonell nanoteknologi bygger opp sterke materialer atom for atom. Nanorør er kjent som ett av de aller sterkeste materialer som finnes, og hemmeligheten ligger i måten kullatomene er satt sammen på i små sekskanter.

Nanorør er imidlertid kostbare og vanskelige å framstille i større mengder.

Den nye sterke plasten henter det beste fra begge verdener: Styrken fra nanomaterialene i hvert enkelt leirflak og måten de er limt sammen på, og den enkle framstillingsmåten i større skala.

Likevel gjenstår utfordringer før lette fly med vinger av superplast kan ta av mot nye høyder. Plastflakene som hittil er laget er tynne og små, og nye framstillingsmåter for tykkere plastflak må utvikles.

Referanser:

Fusion of Seashell Nacre and Marine Bioadhesive Analogs: High-Strength Nanocomposite by Layer-by-Layer Assembly of Clay and L-3,4-Dihydroxyphenylalanine Polymer
(Paul Podsiadlo, Zhongqiang Liu, David Paterson, Phillip B. Messersmith, and Nicholas A. Kotov. Advanced Materials, vol. 19 issue 7 side 949-955)
Artikkel i nettmagasinet Nanowerk
“Ultrastrong and Stiff Layered Polymer Nanocomposites. (Science, 5. oktober 2007)

Powered by Labrador CMS