Co może być lepsze przy konstruowaniu skrzydeł samolotów od specyficznego aluminium, które zapewnia odpowiednią lekkość i wytrzymałość? Na to pytanie próbują odpowiedzieć naukowcy z Uniwersytetu Karoliny Północnej, widzący rozwiązanie w metalowej piance.
Mowa tak naprawdę o połączeniu żywicy epoksydowej stalowej kompozytowej pianki metalowej (CMF), którą zespół określa mianem „infused CMF”. Ta ma mniej więcej taką samą wagę, jak aluminium, ale jest przy tym twardsza i posiada szereg innych cech, „które sprawiają, że jest bardziej atrakcyjna z punktu widzenia wydajności lotu, bezpieczeństwa i efektywności paliwowej.„
Pianka metalowa nie różni się od każdej innej pianki, ale z tym wyjątkiem, że po wystygnięciu jest po prostu litym metalem. Zastosowany tutaj wariant był specjalną wersją CMF, w której zarówno puste pory, jak i sama matryca (główny budulec) zostały wykonane z metalu. Jest dzięki temu zdolna do wytrzymania ostrzału z pocisków kalibru .50, temperatur do 800 stopni Celsjusza, a nawet wybuchowych urządzeń zapalających w odległości 18 cali.
Naukowcy opracowują materiał, zanurzając kompozytową piankę metalową w hydrofobowej żywicy epoksydowej, a następnie wykorzystują siły próżniowe, aby wciągnąć żywicę zarówno do pustych kulek, jak i do mniejszych porów. Około 88 procent porów CMF wypełnia się żywicą epoksydową, która działa jak utwardzający klej na materiale.
Badacze przetestowali swój materiał na aluminium klasy lotniczej w trzech kategoriach: „kąt zwilżania, który określa, jak szybko woda odpływa z materiału, przyczepność owadów i zużycie cząstek lub stopnia, w którym materiał przeciwstawia się erozji”. W pierwszym przypadku nowy materiał okazał się o 130% lepszy, w drugim o od 60 do 30% (w zależności od ujęcia danych), a w trzecim (mierzonym przez wgląd na szorstkość materiału po czasie) o 50%. Nic więc dziwnego, że w oświadczeniu czytamy:
Nasze wyniki sugerują, że wlew CMF może być cennym zamiennikiem, oferującym lepszą wydajność przy tej samej masie.Z tego samego powodu wyniki sugerują, że moglibyśmy użyć różnych materiałów na matrycę lub kulki, aby stworzyć kombinację, która działa tak samo dobrze, jak konwencjonalne aluminium przy ułamku masy.
