Нано-пена — это то, на что это похоже — пенистая версия какого-то материала, заполненная очень маленькими порами. Впервые представленные около 20 лет назад металлические нано-пены имеют потенциал для самых разных применений.
Пористые структуры прочные и легкие, как их естественные аналоги из кости и пробки. Палладий и некоторые другие металлические нано-пены также могут быстро накапливать и выделять водород, что делает их идеальным кандидатом для водородных топливных элементов.Но прежде чем автомобили смогут заправляться с помощью нано-пены, использование металлических пен в промышленных масштабах должно решить проблемы, включая сложные производственные условия, загрязнение и низкую кристалличность, сказал старший автор Кай Лю, профессор физики в Калифорнийском колледже литературы и науки Дэвиса. Лю отметил, что также трудно получить чрезвычайно легкие пенопласты без ущерба для их устойчивости.
Традиционные методы производства металлической пены могут потребовать высокой температуры, высокого давления и контролируемой химической среды. Вместо этого команда под руководством UC Davis полагается на метод влажной химии, который хорошо подходит для промышленного применения и может быть адаптирован к другим типам легких металлических пенопластов, сказал Лю.«Это открывает совершенно новую платформу для захватывающих исследований материалов», — сказал он.
В новом методе в качестве строительных блоков используются нанопроволоки из палладия. Нанопроволоки погружаются в воду, а затем смешиваются с суспензией с помощью ультразвуковых колебаний.
Суспензию быстро погружают в жидкий азот, чтобы закрепить проволоку на месте. Наконец, смесь льда и нанопроволоки помещается в вакуум до тех пор, пока лед не испарится, оставляя после себя чистую пену из нанопроволок из палладия. Команда обнаружила, что плотность материала составляет всего одну тысячную от плотности палладия в его объемной металлической форме, и его можно настроить для различных применений.Исследователи также изучили способность палладиевой нано-пены накапливать водород и обнаружили, что этот материал демонстрирует отличную нагрузочную способность и скорость абсорбции.
Нано-пена демонстрирует превосходную термодинамическую стабильность, измеренную с помощью специализированных калориметрических методов в лаборатории термохимии Питера А. Рока Калифорнийского университета в Дэвисе. Лабораторией руководит соавтор исследования Александра Навроцкая, заведующая кафедрой математических и физических наук им.
Эдварда Ресслера.