New Levitating, Bending 'Nanocardboard' Boleh Membuat Lightsails, Microrobots

Bahan baru yang dibangunkan oleh para penyelidik di University of Pennsylvania cukup ringan untuk berehat di atas daun tanpa membongkoknya, tetapi mungkin cukup kuat untuk membantu mendorong satelit ke tempat yang paling jauh. Oh, dan ia juga levitates.

Dan itu bukan semua bahan baru ini boleh berguna, sama ada. Malah, pengangkut kereta, pembunuhan sel-sel kanser, operasi penyelamat yang membawa robot-robot kecil masa depan boleh, sebenarnya, dibuat daripada kadbod futuristik ini.

Atau, lebih-lebih lagi, robot mikro masa depan boleh dibina menggunakan "nanokard" papan aluminium-oksida yang beratnya kurang daripada satu seribu gram tetapi masih cukup kuat untuk membengkokkan tanpa pecah. Ia adalah penebat terma yang hebat, yang bermaksud bahawa ia mungkin dapat bertahan dengan baik dalam suhu yang melampau.

Kunci kepada bahan baru yang menarik ini ialah bentuk yang seperti sandwic, yang mana para penyelidik di belakangnya berkata, menjadikannya kira-kira 10,000 kali sekuat bahan itu jika ia benar-benar pepejal. Pasukan itu telah menerbitkan penemuan mereka dalam terbitan terkini Komunikasi Alam.

"Jika anda menggunakan kekuatan yang mencukupi, anda boleh membengkokkan kadbod beralun dengan tajam, tetapi ia akan merebak; anda akan membuat lipatan di mana ia menjadi lemah secara kekal, "kata Igor Bargatin, seorang profesor kejuruteraan mekanikal di Penn yang mengetuai kajian itu. "Itulah perkara yang mengejutkan mengenai papan nanokard kami; apabila anda membengkokkannya, ia pulih seolah-olah tiada apa yang berlaku. Itu tidak ada duluan di makro."

Kerana ia begitu kuat dan ringan, para penyelidik berkata terdapat beberapa aplikasi untuk papan nanokard mereka, dari kecil - contohnya dengan menyediakan bahan untuk sayap pada swarming, robot mikro seperti burung - untuk banyak, aplikasi yang lebih besar dalam ruang aeroangkasa, contohnya dengan mengembangkan layar cahaya.

Layar cahaya adalah salah satu kemungkinan untuk membolehkan manusia untuk meneroka kawasan jauh di dalam ruang tanpa perlu bimbang tentang kekangan tenaga. Mereka pada asasnya seperti layar yang menggunakan bot kuasa, kecuali menggantikan kapal yang terikat laut menggunakan angin, mereka akan menggerakkan kraf angkasa atau satelit dengan menangkap zarah-zarah cahaya kecil yang dipancarkan oleh matahari.

"Satu lagi aplikasi yang berpotensi adalah lampu Starshot, yang dibayangkan untuk melakukan perjalanan sehingga 20% dari kelajuan cahaya untuk mencapai Proxima Centauri b dalam beberapa dekad," tulis penulis dalam kertas itu. "Sesetengah keperluan bahan kritikal termasuk ketumpatan massa di bawah 0.1 gm-2 (bersamaan dengan ketebalan 100 nm), keupayaan untuk mengekalkan suhu tinggi, dan kekukuhan lenturan yang mencukupi untuk mengawal bentuk (dan dengan itu arah pendorong)."

Para penyelidik juga menggariskan aplikasi lain, termasuk penebat haba dan penukaran tenaga. Hakikat bahawa bahan yang boleh levitate apabila anda memanaskannya juga, juga boleh membuktikan berguna, walaupun para penyelidik belum nampak agak pasti bagaimana. Seterusnya, mereka merancang untuk menyiasat lebih lanjut mengenai mana-mana kes-kes penggunaan yang mungkin untuk papan nanokard baru ini yang memegang paling banyak janji.