Өднөөс хөнгөн метал сүлжмэл: Microlattice

Хорвоо ертөнцийн бүхий л зүйлс хоорондоо таталцаж байдаг(1). Масс буюу жин ихтэй биетийн татах хүч улам хүчтэй байдаг. Хүнд жинтэй дэлхий маань тийм л учраас биднийг татаж байдаг (яг үнэндээ харилцан таталцаж байгаа). Физикийн хичээл дээр үздэг F=mg (F хүч нь биеийн масс m болон дэлхийн хүндийн хүчний хурдатгал g-ын үржвэртэй тэнцүү) гэх томъёог та бүхэн санаж байгаа биз? Инээдтэй байдлаар хэлбэл, та жин нэмэх тусам дэлхий та хоёрын таталцах хүч ихэснэ гэсэн үг.

Тэгвэл нисдэг шавьж болон шувууг авч үзье. Шавьж бол маш жижигхэн амьтан бөгөөд тэр хэмжээгээрээ жин багатай тул дэлхийтэй таталцах хүч нь тийм ч их биш байх нь. Харин шувууны хувьд, өд гэгч ид шидийн зүйл байгаагүй бол хэзээ ч нисэж чадахгүй байсан шүү дээ. Мэдээж хэрэг аль аль нь амьд биет учир нисэхийн тулд далавчаа дэвдэг.

Одоо та онгоц хэмээх далавчаа дэвдэггүй, тэгсэн хирнээ металаар хийгдсэн, асар хүнд механик шувууг бодоод үзнэ үү. Дээрээс нь аль болох л олон хүн тээвэрлээд, их юм ачаад байвал ашигтай мэт санагдавч, дэлхийн татах хүч тэнгэрт ч бас үйлчилж байгаа тул хүссэнээрээ хүндрүүлэх боломжгүй болдог. Би бага байхдаа яаж газраас хөөрөөд байгааг нь ч ойлгохгүй өдөржин шөнөжин эргэцүүлдэг байж билээ. Даацаа сайжруулахын тулд ашиглах материалаа бат бөх болгож болно. Гэвч энд үргэлж дагаж байдаг нэг зүйл бол нөгөө л жин юм.

Тэр ч утгаараа, Дюралюминий (Duralumin)(2) хэмээх хөнгөн бөгөөд бат бөх хөнгөнцагааны холимог металыг 1903 онд нээснээс хойш онгоц хэмээх зүйлийг тэнгэрт нисгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн гэж үздэг. Одоо тэгтэл CFRP (Carbon Fiber–Reinforced Polymer) буюу Нүүрстөрөгчийн Бэхжүүлсэн Полимер материалыг (хуванцар гэж хэлж болно) онгоцонд ашиглаад эхэлчихсэн билээ (энэ талаар илүү ихийг уншихыг хүсвэл энд дарна уу). Нэгтгээд хэлбэл, онгоцыг бат бөх хирнээ хөнгөн хийх нь туйлын зорилго нь юм.

images(1)
Duralumin
cfrp02
CFRP

 

Тэгтэл яг хэдхэн хоногийн өмнө онгоц үйлдвэрлэлээр толгой цохидог Боинг (Boeing) компани нь нэгэн шинэ материалыг нээсэн байна. Тэд үүнийгээ “The World’s Lightest Metal” буюу дэлхийн хамгийн хөнгөн метал гэж нэрлэж байгаа аж. Үүнийг “Microlattice” гэх ба (Монголоор утгачилбал метал сүлжмэл юм) энэ нь хөөсөнцөрөөс 100 дахин хөнгөн бөгөөд 99.9% нь агаар юм байна. 100 nm (nm: нанометр. 10-9 м) зузаантай никель металыг сүлжиж хийсэн сүлжмэл бөгөөд 100 nm гэдэг нь хүний үсний өргөнийг 1,000 хуваасны нэгтэй тэнцэх юм байна шүү.

Microlattice_highRes-1298x1940
Microlattice

Одоогоор дөнгөж нээгдсэн энэхүү материал нь хөнгөн гэдгээсээ гадна бат бөх, уян хатан чанараараа сайн юм байна. Харамсалтай нь одоогоор физикийн нарийн үзүүлэлтүүдийг олж харах боломжгүй байгаа тул CFRP болон Duralumin зэрэг материалтай харьцуулах боломж алга. Гэхдээ юун түрүүнд NASA буюу “The National Aeronautics and Space Administration” (Үндэсний Нисэх болон Сансар Судлалын Төв) нь, хэрвээ материалыг л хөнгөн болгож чадвал, сансрын хөлөг нь одоо байгаагаасаа 40% хол аялах боломжтой гэнэ(3). Саяхан тэд Ангараг гариг дээр ус байгааг баталсан билээ. Бид ирээдүйд магадгүй Microlattice-р бүтээсэн сансрын хөлгөнд суугаад Ангараг уруу аялж ч магадгүй юм.

 

И. Өгөөмөр
2015.10.30

(1) Бүх ертөнцийн таталцлын хууль.
(2) Дюралюминий.
(3) NASA-ийн сансрын хөлгийн тухай.

Ашигласан материал:

  1. Форбс: “Бионг дэлхийн хамгийн хөнгөн метал бүтээв”
    http://www.forbes.com/sites/jenniferhicks/2015/10/18/boeing-creates-the-worlds-lightest-metal/
  2. CNN: “Бионг хэлэхдээ, тэд дэлхийн хамгийн хөнгөн метал бүтээв”
    http://money.cnn.com/2015/10/14/news/companies/boeing-lightest-metal/index.html

 

Хуваалцах
About Uguumur Itgel 98 Articles

IHI корпорацид инженер, Механик инженер мэргэжилтэй, Уг веб хуудасны техник хариуцсан дэд ахлагч, эгэл даруу нэгэн :)

2 Comments

  1. @ROUT CFRP дугуй бол байдаг шүү хэхэ. Сүүлийн үед утасны case хүртэл гарсан харагдсан.

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*