Pienimmän hilaristikon voi nähdä vain elektronimikroskoopilla. Kuva: J. Bauer / KIT
Pienimmän hilaristikon voi nähdä vain elektronimikroskoopilla. Kuva: J. Bauer / KIT

Hilan rakenteet ovat lasihiiltä ja kolojen läpimitta on alle 200 nanometriä eli metrin miljardisosaa.

Materiaalien tutkijat ovat rakentaneet maailman pienimmän hilan. Sen rakenteet ovat lasihiiltä. Hilan kolojen läpimitta on alle 200 nanometriä eli metrin miljardisosaa.

Pienimmän hilaristikon rakensivat materiaalien tutkijat Karlsruhen teknologiainstituutissa Saksassa.

”Keveitä rakenteita löytyy kaikkialta luonnossa, esimerkiksi luista ja puiden solukoista. Niillä on suuri kantavuus ja pieni paino. Ne olivat esikuvia tälle hilalle”, sanoo insinööri Jens Bauer, joka Hän kirjoitti raportin siitä, miten tällainen hila valmistettiin. Nanohilasta kertoivat Science Daily ja Nature Materials.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Metamateriaaleiksi sanotaan materiaaleja, joiden rakenteet ovat joitakin mikrometrejä eli metrin miljoonasosia. Niihin voi suunnitella eri mekaanisia tai optisia ominaisuuksia.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Esimerkeistä käyvät näkymättömyysviitat. Ne ohjaavat valoa, ääntä tai lämpöä esineiden ympäri. Hiloista voisi valmistaa myös materiaaleja, jotka reagoivat paineeseen yllättävin tavoin, tai keveitä nanomateriaaleja, jotka ovat hyvin vakaita.

Pienin vakaa hilarakenne tehtiin 3d-laserlitografian avulla. Se kovetettiin lasersäteillä ja tietokoneen avulla hallitusti.

Loppusilaus tehtiin pyrolyysillä eli kuivatislauksella. Siinä kiinteitä aineita hajotetaan kuumentamalla siten, että happi ei pääse vaikuttamaan valmistukseen.

Hila altistettiin 900 asteen lämpötilaan tyhjiöuunissa. Kuumuudessa osa hilan kemiallisista sidoksista hajosi tai rakentui uudelleen. Jäljelle jäävistä sidoksista tuli hilan runko, jonka ristikko on lasihiiltä.

Rakenteiden vakautta testattiin paineessa. Tulosten mukaan hilalla on lähes timantin vakaus, sanoo professori Oliver Kraft, joka oli mukana valmistamassa hilaa.

Mikrorakenteita käytetään usein eristeinä tai iskujen vaimennuksessa. Avohuokoisia materiaaleja voidaan käyttää suodattimina kemian teollisuudessa. Metamateriaaleissa on myös ​​optisia ominaisuuksia, joita voi käyttää televiestinnässä. Sovelluksia odotetaan myös paristoihin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla