Tepelně tvarovatelná keramika. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.

Materiáloví vědci jsou k nezastavení. Tým americké Northeastern University vyvinul nový typ keramiky, která má podivuhodné vlastnosti. Podle všeho jde o první keramiku, kterou je možné tvarovat po zahřátí. Říkají tomu „thermoformable ceramics“ a je to materiál, který lze právě s využitím tepla vytvarovat do velmi složitých a rovněž velmi tenkých tvarů. Tepelně tvarovatelná keramika by mohla přinést spoustu nových aplikací v elektronice a podobných odvětvích.

Randall Erb. Kredit: Northeastern University.

Jak se to v materiálové vědě někdy stává, k objevu došlo úplnou náhodou. Byla to vlastně nehoda při práci v laboratoři. Randall Erb a jeho kolegové so hráli s keramickým materiálem založeným na nitridu bóru, který plánovali využít v průmyslu. Kousek materiálu ožehli letlampou a poté se tento kousek nečekaně zdeformoval a spadl, což by člověk od keramiky nečekal.

Tvarování keramiky. Kredit: Matthew Modoono/Northeastern University.

Badatelé se domnívali, že jde o nějakou vadu materiálu, ale zmíněný vzorek byl zcela neporušený. Jen měl zvláštní tvar. Postupně jim došlo, co mají před sebou.

Je to fantastické. Chování tohoto materiálu se vymyká obvyklým představám o keramice. Pokud by se stejná příhoda stala běžné keramice, zřejmě by popraskala nebo by se rozbila. Objevitelé jsou nadšeni. Je to podle nich zcela unikátní. V literatuře nic podobného tepelně tvarovatelné keramice nenašli.

Detailní průzkum nového materiálu prozradil, že jeho zásadní charakteristikou je speciální mikrostruktura, která umožňuje rychlý přenos tepla. Tepelně tvarovatelná keramika dovoluje vytvářet složité tvary a zároveň si udržuje solidní mechanickou pevnost a tepelnou vodivost.

Pro budoucí aplikace tepelně tvarovatelné keramiky je důležité, že tento materiál neumožňuje transport elektronů ani neinterferuje s rádiovými vlnami. U chytrých telefonů a podobných zařízení se jako chladič využívá relativně silná vrstva hliníku. Tepelně tvarovatelnou keramiku ale lze vytvarovat do vrstvy tenčí než milimetr a může fungovat jako efektivnější chladič, který je, na rozdíl od hliníku, prakticky neviditelný pro rádiové signály. Erb s kolegy již pracují na komercializaci nové materiálu v rámci spin-offu Fourier.

Doplňující videa:

Literatura

New Atlas 10. 10. 2022.

Advanced Materials 4. 9. 2022.