ریزتورینه فلزی

ریزتورینه فلزی ماده‌ای هندایشی ، فلزی و پوک است، که از فوم فلزی فراسبک ساخته شده است. سازندگانش آنرا «سبک‌ترین ماده ساختاری» شناخته شده، یعنی با چگالی‌ای تا ۰/۹ mg/cm 3 دانسته‌اند. آن توسط گروهی از دانشمندان آزمایشگاههای اچ‌آرال با همکاری پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، ارواین و موسسه فناوری کالیفرنیا ساخته و برای نخستین بار در نوامبر ۲۰۱۱ میلادی اعلام شده است. پیش‌نمونه‌های این ریزتورینه از آلیاژ نیکل-فسفر ساخته شده بود.
هندایش
برای فراوری ریزتورینه فلزی در ابتدا قالبی بسپاری با استفاده از تکنیکی برپایه‌ی دیسش موج‌بر خودتوچنده آماده می‌گردد. روشهای دیگری نیز برای ساختن قالب ذکر شده است. در طی فرایند، نور فرابنفش از ماسکی سوراخدار بدرون انباری از صمغی که توسط پرتو فرابنفش سخت می‌گردد، گذرانده می‌شود. زمانی که صمغ موجود در زیر سوراخهای ماسک در حال سخت شدن باشد، نور همانند کارکرد فیبرهای نوری بدام می‌افتد و فیبری بسپاری در طول مسیر نور تشکیل میگردد. سپس با استفاده از تابه‌های چندگانه نور، فیبرها بهم پیوسته، تورینه‌ای را شکل می‌دهند. فرایند همانند لیتوگرافی نوری است که در آن ماسکی دو بعدی برای مشخص کردن ساختار قالب آغازین استفاده میشود، بجز اینکه، نرخ دیسش در اینجا خیلی تندتر است. شکل‌گیری یک ساختار کامل درعمل استریولیتوگرافی ممکن است ساعتها طول بکشد، ولی فرایند موج‌بر خودفرم‌گیرنده، قالبها را در عرض ۱۰-۱۰۰ ثانیه شکل می‌دهد. به این ترتیب فرایند باعث ایجاد مقیاس‌پذیر و سریع تورینه‌ای سه بعدی، بزرگ و خودایستا میگردد. پس از آن، این قالب با لایه‌ای نازک از فلز با روش آبکاری بی‌برق نیکل پوشانده می‌شود و قالب با اسیدکاری زددوده میگردد و در نتیجه، یک ساختار فلزی پوک، متناوب و خودایستا را به‌جا میگذارد. در گزارش اصلی از نیکل به عنوان ماده سازنده نام برده شده است. به علت فرایند آبکاری، ۷ درصد ماده از اتمهای فسفر  والوده تشکیل میشود و هیچ ته‌نشستی ندارد.
ویژگیها
ریزتورینه فلزی از شبکه‌ای از استرات‌های توخالی اندر-هابنده تشکیل شده است. در کم‌چگال‌ترین نمونه‌ی ریزتورینه‌ای که گزارش شده، هر استرات دارای ۱۰۰ میکرومتر قطر است با دیواری به کلفتی ۱۰۰ نانومتر. ساختار کامل شده از لحاظ حجمی از ۹۹/۹۹ درصد هوا تشکیل شده است. طبق قرارداد جرم هوا هنگام محاسبه چگالی ریزتورینه نادیده گرفته میشود. ولی اگر جرم هوای درون شبکه‌ای منظور گردد، چگالی واقعی ساختار نزدیک به ۲/۱ mg/cm 3 (۲/۱ kg/m 3 ) است، که تنها حدودا ۱/۷۶ برابر چگالی هوا در ۲۵ درجه سلسیوس دما می‌شود. گفته شده که این ماده، از استایروفوم ۱۰۰ برابر سبکتر است.
ریزتورینه فلزی با رکورد کنونی ۰/۹ mg/cm 3 ، کمترین چگالی را در میان جامدهای تاکنون‌کشف‌شده دارد. رکورد پیشین ازآن  هواژلهای سیلیکا بود با چگالی‌ای برابر با ۱/۰ mg/cm 3 . این ریزتورینه‌ها از دید مکانیکی مانند الاستومرها رفتار می‌کنند و نزدیک به همه‌ی ریخت نخستین خود را پس از فشارشی چشمگیر بازمی‌یابند. این موضوع باعث برتری قابل توجهی نسبت به هواژل‌های کنونی که موادی ترد و شیشه‌مانند هستند، می‌گردد. افزون بر این، ویژگی الاستومری این ریزتورینه‌ها باعث جذب شک موثری در آنان می‌شود. مدول یانگ E برای این ریزتورینه‌ها نسبت متفاوت E ~  2 را با چگالی  نشان میدهد، یعنی در مقایسه با این نسبت در هواژل‌ها و فومهای نانولوله کربنی که به صورت E ~  3 است.
کاربردها
ریزتورینه فلزی را ممکن است بتوان به عنوان عایق‌های گرمایی و جاذب ارتعاش بکار برد و به عنوان الکترودهای باتریها و پایه‌های کاتالیزور از آنها سود جست. افزون بر آن، توانایی ریزتورینه‌ها در بازگشت به حالت اصلی پس از فشارش، میتواند آنها را در دستگاههای فنرمانند  ذخیره انرژی سودمند کند.
پانوشت
synthetic
self-propagating waveguide formation
beams
photolithography
the rate of formation
stereolithography
free-standing
electroless nickel plating
dissolved
precipitate
struts
interconnecting
elastomers
compression
brittle
shock absorption
shock absorbers
catalyst supports
منبع‌ها