Metallic microlattice
एक धातु सूक्ष्म जाली एक सिंथेटिक झरझरा धातु सामग्री है जिसमें एक अति-प्रकाश धातु फोम होता है। 0. 99 मिलीग्राम/सेमी3 (0.00561 एलबी/फीट3) के रूप में कम घनत्व के साथ, यह विज्ञान के लिए ज्ञात सबसे हल्की संरचनात्मक सामग्री में से एक है। इसे कैलिफोर्निया स्थित एचआरएल लैबोरेटरीज के वैज्ञानिकों की एक टीम द्वारा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन और कैलटेक के शोधकर्ताओं के सहयोग से विकसित किया गया था और पहली बार नवंबर 2011 में इसकी घोषणा की गई थी। प्रोटोटाइप नमूने निकल-फास्फोरस मिश्र धातु से बनाए गए थे। 2012 में, माइक्रोलैटिस प्रोटोटाइप को लोकप्रिय यांत्रिकी द्वारा 10 विश्व-बदलते नवाचारों में से एक घोषित किया गया था। धातु सूक्ष्म जाली प्रौद्योगिकी के मोटर वाहन और वैमानिकी इंजीनियरिंग में कई संभावित अनुप्रयोग हैं। अन्य प्रकार की धातु जाली संरचनाओं के बीच एक विस्तृत तुलनात्मक समीक्षा अध्ययन से पता चला कि वे हल्के वजन के उद्देश्यों के लिए फायदेमंद हैं लेकिन निर्माण के लिए महंगे हैं। संश्लेषण अपने धातु सूक्ष्म जाली का उत्पादन करने के लिए, एच. आर. एल./यू. सी. आई./कैल्टेक दल ने पहले स्व-प्रसार वेवगाइड गठन पर आधारित तकनीक का उपयोग करके एक बहुलक टेम्पलेट तैयार किया, हालांकि यह नोट किया गया था कि टेम्पलेट बनाने के लिए अन्य तरीकों का उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया ने यूवी प्रकाश को एक छिद्रित मास्क के माध्यम से यूवी-उपचार योग्य राल के जलाशय में पारित किया। प्रकाश का फाइबर-ऑप्टिक जैसा "सेल्फ-ट्रैपिंग" तब हुआ जब मास्क में प्रत्येक छेद के नीचे राल ठीक हो जाता है, जिससे प्रकाश के रास्ते में एक पतला बहुलक फाइबर बन जाता है। कई प्रकाश किरणों का उपयोग करके, कई रेशे एक जाली बनाने के लिए आपस में जुड़ सकते हैं। यह प्रक्रिया फोटोलिथोग्राफी के समान थी जिसमें इसने प्रारंभिक टेम्पलेट संरचना को परिभाषित करने के लिए एक द्वि-आयामी मास्क का उपयोग किया था, लेकिन गठन की दर में भिन्नता थीः जहां स्टीरियोलिथोग्राफी को एक पूर्ण संरचना बनाने में घंटों लग सकते हैं, आत्म-निर्माण तरंग-मार्गदर्शक प्रक्रिया ने टेम्पलेटों को 10-100 सेकंड में बनने की अनुमति दी। इस तरह, यह प्रक्रिया बड़ी मुक्त-स्थायी 3डी जाली सामग्री को जल्दी और मापनीय रूप से बनाने में सक्षम बनाती है। टेम्पलेट को फिर विद्युत रहित निकल परत द्वारा धातु की एक पतली परत के साथ लेपित किया गया था, और टेम्पलेट को एक मुक्त-स्थायी, आवधिक झरझरा धातु संरचना छोड़ते हुए दूर उकेरा गया था। मूल विवरण में निकेल का उपयोग सूक्ष्म जाली धातु के रूप में किया गया था। इलेक्ट्रोडिपोजिशन प्रक्रिया के कारण, 7 प्रतिशत सामग्री में घुलनशील फॉस्फोरस परमाणु शामिल थे, और इसमें कोई अवक्षेप नहीं था। गुण एक धातु सूक्ष्म जाली परस्पर जुड़े खोखले स्ट्रट्स के एक नेटवर्क से बनी होती है। रिपोर्ट किए गए सबसे कम घने माइक्रोलैटिस नमूने में, प्रत्येक स्ट्रट लगभग 100 माइक्रोमीटर व्यास का होता है, जिसकी दीवार 100 नैनोमीटर मोटी होती है। पूर्ण संरचना आयतन के हिसाब से लगभग 99.99% हवा है, और परंपरा के अनुसार, जब सूक्ष्म जाली घनत्व की गणना की जाती है तो हवा के द्रव्यमान को बाहर रखा जाता है। अन्तरालीय हवा के द्रव्यमान के लिए अनुमति देते हुए, संरचना का वास्तविक घनत्व लगभग 2.1 मिलीग्राम/सेमी3 (2.1 किग्रा/एम3) है, जो 25 डिग्री सेल्सियस पर हवा के घनत्व का केवल 1.76 गुना है। सामग्री को स्टायरोफोम की तुलना में 100 गुना हल्का बताया गया है। माइक्रोलैटिस नियमित पॉलिमर की तुलना में 100 गुना अधिक मजबूत भी हो सकते हैं। धातु सूक्ष्म जाली बहुत कम घनत्व की विशेषता है, जिसमें 2011 का 0.9 मिलीग्राम/सेमी3 का रिकॉर्ड किसी भी ज्ञात ठोस के सबसे कम मूल्यों में से एक है। 1 मिग्रा/से. मी. 3 का पिछला रिकॉर्ड सिलिका एरोगेल्स के पास था, और एरोग्राफाइट का घनत्व 0.2 मिग्रा/से. मी. 3 होने का दावा किया जाता है। यांत्रिक रूप से, ये सूक्ष्म जाली व्यवहार रूप से इलास्टोमर्स के समान होते हैं और महत्वपूर्ण संपीड़न के बाद लगभग पूरी तरह से अपने आकार को ठीक कर लेते हैं। यह उन्हें पहले के एयरोजेल पर एक महत्वपूर्ण लाभ देता है, जो भंगुर, कांच जैसे पदार्थ हैं। धातु माइक्रोलैटिस में यह इलास्टोमेरिक गुण इसके अलावा कुशल सदमे अवशोषण में परिणाम देता है। उनके यंग का मापांक E, एरोजेल और कार्बन नैनोट्यूब फोम में E ~ ρ3 की तुलना में घनत्व ρ, E ~ ρ2 के साथ अलग-अलग स्केलिंग प्रदर्शित करता है। धातु सूक्ष्म जालक अनुप्रयोग आघात अवशोषक जैसे तापीय और कंपन अवरोधकों में संभावित अनुप्रयोग पा सकते हैं, और बैटरी इलेक्ट्रोड और उत्प्रेरक समर्थन के रूप में भी उपयोगी साबित हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, संपीड़ित होने के बाद अपनी मूल स्थिति में लौटने की सूक्ष्म जाली की क्षमता उन्हें वसंत जैसे ऊर्जा भंडारण उपकरणों में उपयोग के लिए उपयुक्त बना सकती है। ऑटोमोटिव और वैमानिकी निर्माता अत्यधिक हल्के और कुशल संरचनाओं को विकसित करने के लिए सूक्ष्म जाली प्रौद्योगिकी का उपयोग कर रहे हैं जो उच्च प्रदर्शन वाले वाहनों के लिए एकल घटकों में संरचनात्मक सुदृढीकरण और गर्मी हस्तांतरण जैसे कई कार्यों को जोड़ते हैं। समान सामग्री एक समान लेकिन घनी सामग्री, जिसमें एक पॉलीमेरिक रैपिड-प्रोटोटाइप ट्रस पर एक इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड नैनोक्रिस्टलाइन निकल परत होती है, 2008 में टोरंटो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा बनाई गई थी। 2012 में, जर्मन शोधकर्ताओं ने एक कार्बन फोम बनाया जिसे एरोग्राफाइट के रूप में जाना जाता है, जिसका घनत्व धातु माइक्रोलैटिस से भी कम है। 2013 में, चीनी वैज्ञानिकों ने एक कार्बन-आधारित एयरोजेल विकसित किया जिसे अभी भी हल्का होने का दावा किया गया था। ट्यूब-आधारित नैनोस्ट्रक्चर जैसे नैनोलेटिस छोटे पैमाने पर समान संरचनाएँ हैं। संदर्भ बाहरी लिंक यूट्यूब के माध्यम से संपीड़न से गुजर रहे धातु सूक्ष्म जाली का वीडियो। अमेरिकी आविष्कार विज्ञान में फोम 2011 कम से कम घनी चीजें