В лаборатории появился материал, который выглядит как твердое тело, но внутри него течет жидкий металл. Такой парадокс стал возможен благодаря особой структуре.
Ученые смешали два металлических порошка и нагрели их до экстремальных температур. Один металл плавился, а второй оставался твердым, образуя тонкий каркас. Этот скелет удерживал расплавленный металл внутри, не давая ему растечься. В итоге получился гель, но полностью металлический.
Процесс требует сильного нагрева — около 1000 градусов Цельсия. Конкретная температура зависит от выбранных металлов. Исследователи испытали разные комбинации: медь с танталом, железо с кальцием, железо с висмутом.
Доктор Майкл Демкович, руководитель работы, признается: открытие получилось случайным. Ученые просто изучали поведение металлических композитов при нагревании. Аспирант Чарльз Боренштейн первым заметил необычный эффект, когда медь расплавилась, но не потекла.
Микрокомпьютерная томография показала внутреннюю структуру: тантал формировал прочный ультратонкий скелет, который удерживал жидкую медь. При содержании тантала выше 18% смесь всегда сохраняла гелеобразную форму.
Перспективное применение — жидкометаллические аккумуляторы. Такие батареи хранят много энергии и долговечны, но боятся тряски. Жидкость внутри смещается и вызывает короткое замыкание. Металлический гель решает эту проблему, фиксируя жидкий компонент.
Специалисты собрали прототип батареи с электродами из нового материала. Анод содержал жидкий кальций и твердое железо, катод — жидкий висмут и железо. Электроды поместили в расплавленную соль. Конструкция сохраняла форму и вырабатывала электричество.
В перспективе это может позволить создать энергетические системы для судов и тяжелой техники. Главное преимущество — устойчивость к высоким температурам. Материал не разрушается в экстремальных условиях, что особенно важно для промышленных применений.
Металлический гель может найти применение не только в аккумуляторных батареях. Уникальное сочетание твердой оболочки и жидкого ядра предлагает новые возможности для двигательных систем. Но ученые подчеркивают: нужно еще много исследований, чтобы понять все свойства материала.