Сталь или цемент, пластмасса или карбон, кремний или графен — выбор материала во многом зависит от области применения. Однако при создании некоторых современных конструкций материаловедам приходится искать сложные компромиссные решения. Безусловным прорывом в этом направлении стали исследования ученых Института развития Масдар из Объединенных Арабских Эмиратов.

Вместо создания совершенно новых материалов профессор Рашид Абу Аль-Руб и его коллеги сосредоточились на изменении внутренней геометрической структуры традиционных материалов от пластмасс до металлов и композитов. Разработанная ими технология дала возможность «настраивать» любой материал на нужную прочность. Катализатором исследований стала технология 3D-печати.

Как известно, плотность и прочность – характеристики, идущие «рука об руку». Металлы отличаются высокой прочностью, но также и большим весом. Пластмассы, композиты, напротив, легки, но не обладают прочностью металлов.

Изменяя внутреннюю структуру материала, ученые научились создавать одновременно прочные и легкие материалы с «воздушной» структурой. Пример такого подхода – знаменитая Эйфелева башня. Металлические конструкции в ней расположены таким образом, что занимают всего 10 % от общего объема всего сооружения. Остальные 90 % приходятся на воздух.

Ученые из ОАЭ создали компьютерную модель, с помощью которой они могут создавать тысячи вариантов одного и того же материала с различными характеристиками – термическими, электрическими, механическими в зависимости от предъявляемых требований.