Wat je hierboven ziet, is een stukje metaal dat zo licht is en waarvan de dichtheid zo laag is, dat het kan drijven op water. Het kan ook tegen enorme druk en schijnt dus ideaal te zijn voor het maken van boten.Er zijn natuurlijk verschillende typen materialen die kunnen blijven drijven op water, maar weinig van deze materialen kunnen gebruikt worden om daadwerkelijk dingen mee te bouwen.Eerder dit jaar bezochten we het laboratorium van Nikhil Gupta, een onderzoeker de NYU Polytechnic University. Hij heeft een aantal van de sterkste materialen die ooit bedacht zijn ontworpen. Gupta werkt met een materiaal dat "syntatic foam" genoemd wordt, wat bestaat uit composietmateriaal dat gevuld is met holle deeltjes.
Advertentie
Gupta's materiaal voelt solide aan. Maar aan de randen van het materiaal zie je de gaatjes zitten, omdat de sferische deeltjes niet altijd precies uitkomen met de randen (een beetje zoals je de gaatjes ziet zitten in een stuk Zwitserse kaas). Dankzij deze holle deeltjes is het metaal zo licht.Toen we Gupta's lab bezochten, was hij erg enthousiast over een nieuw type syntactisch schuim met een magnesiumlegering dat altijd blijft drijven op water. Hij vertelde dat dit een van de sterkste metalen in zijn gewichtsklasse is. Toen ik hem sprak wilde hij er nog niet te veel over vertellen, omdat hij aan het wachtten was op een academisch onderzoek waarin het materiaal zou worden gepubliceerd.Inmiddels is het onderzoek gepubliceerd en blijkt Gupta's materiaal inderdaad erg indrukwekkend te zijn. Het is het eerste metaalachtige syntactische schuim dat een dichtheid heeft van minder dan 1 gram per kubieke centimeter – de dichtheid van water. Wat automatisch betekent dat het spul blijft drijven."Dit soort materialen kunnen ervoor zorgen dat de onderdelen van bijvoorbeeld schepen beter kunnen blijven drijven," schreef Gupta in een paper voor het International Journal of Impact Engineering.Het schuim is 44 procent sterker dan gelijksoortige aluminium-achtige schuimsoorten. Ieder holvorming deeltje in het schuim kan een druk van iets meer dan 11340 kilo aan voordat ze breken. Dit is zo'n 100 keer de druk van het water dat uit een brandweerslang komt.Gupta vertelde me dat het materiaal voornamelijk gebruikt zal worden voor militaire schepen, amfibisch transport (zoals hovercrafts) en om auto's lichter te maken. Hij verwacht dat het materiaal binnen drie jaar klaar is voor massaproductie en dus gebruikt kan worden.Het is opvallend dat deze materialen helemaal niet duur zijn. Volgens Gupta komen de ruwe materialen veel voor in de natuur en zijn er al veel fabrieken die het syntactische schuim maken. De moeilijkheid ligt hem in het onderzoek dat voorafgaat om ze te ontwikkelen en hun eigenschappen te berekenen. Gupta's lab heeft allerlei soorten machines om materialen te buigen, uit te rekken, in het elkaar te drukken, of op een andere manier te testen."Als er een manier is om iets te breken dan kunnen wij dat hier," aldus Gupta.