p A rede 3-D com escoras de carbono vítreo e suportes de menos de 200 nm de diâmetro tem maior resistência específica do que a maioria dos sólidos. p Os cientistas do KIT agora apresentam a menor estrutura de rede feita pelo homem no Materiais da Natureza Diário. Seus suportes e suportes são feitos de carbono vítreo e têm menos de 1 µm de comprimento e 200 nm de diâmetro. Eles são menores do que metamateriais comparáveis ​​por um fator de 5. A pequena dimensão resulta em razões até agora não alcançadas de resistência para densidade. Aplicações como eletrodos, filtros ou componentes ópticos podem ser possíveis.

p "Materiais de construção leves, como ossos e madeira, são encontrados em toda parte na natureza, "Dr. Jens Bauer do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT), o primeiro autor do estudo, explica. "Eles têm uma alta capacidade de carga e peso pequeno e, portanto, servem como modelos para metamateriais mecânicos para aplicações técnicas. "

p Metamateriais são materiais cujas estruturas em escala micrométrica são planejadas e fabricadas especificamente para possuir propriedades mecânicas ou ópticas que não podem ser alcançadas por sólidos não estruturados. Exemplos são mantos de invisibilidade que orientam a luz, som ou calor em torno de objetos, materiais que reagem de forma não intuitiva à pressão e cisalhamento (materiais auxéticos) ou nanomateriais leves de alta estabilidade específica (força por unidade de área e densidade).

p A menor estrutura de rede estável foi produzida pela tecnologia existente de litografia a laser 3D. A estrutura desejada em escala de micrômetro é endurecida em um fotorresiste por feixes de laser de uma maneira controlada por computador. Contudo, a resolução deste processo é limitada a cerca de cinco a dez µm de comprimento e um µm de diâmetro. Em uma etapa subsequente, a estrutura foi encolhida e vitrificada por pirólise. Isso representa a primeira vez que a pirólise foi usada para a fabricação de redes microestruturadas. O objeto é exposto a temperaturas em torno de 900 ° C em um forno a vácuo. Isso faz com que as ligações químicas se reorientem. Exceto para o carbono, todos os elementos escapam da resistência. O carbono não ordenado permanece na estrutura reticulada encolhida na forma de carbono vítreo. As estruturas resultantes foram testadas quanto à estabilidade sob pressão pelos pesquisadores.

p “De acordo com os resultados, a capacidade de carga da rede está muito próxima do limite teórico e muito acima do carbono vítreo não estruturado. O diamante é o único sólido com maior estabilidade específica, "disse o Prof. Oliver Kraft, co-autor do estudo. Até o final do ano passado, Kraft chefiou o Instituto de Materiais Aplicados do KIT. Este ano, ele assumiu o cargo de vice-presidente de pesquisa do KIT.

p Materiais microestruturados são freqüentemente usados ​​para isolamento ou absorção de choque. Materiais de poros abertos podem ser usados ​​como filtros na indústria química. Metamateriais também têm propriedades ópticas extraordinárias que são aplicadas em telecomunicações. O carbono vítreo é um material de alta tecnologia feito de carbono puro. Combina vítreo, propriedades cerâmicas com propriedades de grafite e é de interesse para uso em eletrodos de baterias ou sistemas de eletrólise.