W nowym Laboratorium Inżynierii Ciekłego Metalu na AGH będą pracować nad gazarami. "To zdumiewające materiały"

FLESZ - Polska potrzebuje imigrantów z dwóch podstawowych powodów

Prace nad gazarami, które zostały po raz pierwszy przeprowadzone w latach 70. XX wieku na Ukrainie, od początku lat 90. są intensyfikowane w innych ośrodkach na świecie, w tym w USA, Niemczech, Japonii i w Chinach, gdzie pracowano nad lepszym i szerszym praktycznym wykorzystaniem tych materiałów. Jak zwracają uwagę fachowcy z AGH, powstanie gazarów czerpie inspiracje z natury, która podpowiada tego typu rozwiązania: drewno, kość czy rafa koralowa odznaczają się porowatą strukturą, a jednocześnie niezwykłą wytrzymałością w relacji do gęstości.

- Gazary, struktury typu lotos, czy jak my je nazywamy, DioPoMat-y, to nowa grupa materiałów, zawierająca różnorodne substancje zdaje się nie do pogodzenia, a mianowicie metal lub ceramikę z gazem. W naszym przypadku jest to magnez z wodorem. To zdumiewające materiały, które zawierają nawet do 70 proc. objętości wodoru. Są superlekkie, a dodatkowo, mają unikatowy zespół cech materiałowych. Świetnie pochłaniają dźwięki, energię, tłumią drgania: innymi słowy maja wysoką zdolność tłumienia, tzw. damping capacity. Ponadto bardzo dobrze przenoszą wyższe temperatury, jeżeli są na bazie ceramiki, a ponadto bardzo dobrze sprawują się tam, gdzie masa jest wartością kluczową, czyli we wszystkiego rodzaju urządzeniach poruszających się na Ziemi i poza nią - podkreśla twórca gazarów z AGH w Krakowie prof. Jerzy J. Sobczak.

Te lekkie i wytrzymałe materiały pozwalają zwiększać wytrzymałość elementów przy jednoczesnej redukcji masy. To z kolei jest cechą poszukiwaną na przykład w przemyśle kosmicznym, zbrojeniowym czy motoryzacyjnym.

- Przemysł samochodowy i lotniczy dąży do tego, żeby materiały, z których wytwarzane są części do różnego typu pojazdów, były wytrzymalsze, a jednocześnie lżejsze, żeby stosunek wytrzymałości do gęstości był jak największy. I to jest aktualnie główny cel innowacji w całym przemyśle światowym - wskazuje prof. Jerzy J. Sobczak.

Gazary mogą być stosowane jako lekkie materiały konstrukcyjne, absorbenty promieniowania czy energii uderzenia, rozpylacze czy mieszalniki paliwa bądź radiatory. Obecnie gazary znajdują zastosowanie jako filtry w przemyśle chemicznym, filtry do insuliny w medycynie, części rakiet i silników odrzutowych.

- Unikatowe właściwości gazarów czynią z nich potencjalnie znakomity materiał do zastosowania w nowoczesnej inżynierii materiałowej. Ich łączenie z innymi materiałami otwiera nowe możliwości badawcze w postaci syntezy nowej grupy materiałowej, tzw. gazarów hybrydowych. W tym zakresie planowane są wspólne przedsięwzięcia badawcze z partnerami z Chin - informuje prof. Sobczak.

Jeszcze lepsze poznanie gazarów zapewni stanowisko do badań właściwości ciekłych metali, stopów, szkieł, żużli i innych substancji w szerokim zakresie temperatury topnienia (w warunkach od wysokiej próżni aż do ciśnienia atmosferycznego wybranych gazów osłonowych w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do 2100°C).

Laboratorium Inżynierii Ciekłego Metalu na Wydziale Odlewnictwa AGH będzie służyło przede wszystkim poszukiwaniu nowych zastosowań metali w szeroko rozumianej inżynierii materiałowej. Aparatura badawcza pozwoli na wyznaczenie właściwości stanu ciekłego badanego materiału oraz jego oddziaływania z ciałami stałymi. Umożliwia to prace nad lepszym poznaniem specyfiki gazarów oraz innych materiałów, zarówno metalowych jak i ceramicznych, które mogą znaleźć zastosowanie w lotnictwie, motoryzacji, budowie maszyn, przemyśle wydobywczym i przetwórstwie.

Rozwiązanie zostało opracowane przy współpracy z firmą MeasLine sp. z o.o. oraz z Instytutem Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie. Dodatkowo urządzenie opracowane pod kierunkiem prof. J. J. Sobczaka otrzymało Złoty Medal Targów ITM Industry Europe 2021 w kategorii „Nauka dla Gospodarki”, które odbyły się w Poznaniu.

Otwarciu nowej pracowni towarzyszyło podpisanie umowy o współpracy AGH z IMIM PAN. Umowa ta zakłada prowadzenie wspólnych badań nad opracowaniem nowych materiałów i technologii ich wytwarzania ze szczególnym uwzględnieniem inżynierii ciekłego metalu. Dodatkowo sygnatariusze umowy będą wspólnie starać się o pozyskanie pieniędzy na badania i rozwój ze źródeł takich jak m.in. Narodowe Centrum Nauki, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, fundusze europejskie czy usługi dla sektora przemysłowego. W ramach umowy partnerzy przystępują też do wspólnych badań z wykorzystaniem posiadanej infrastruktury badawczej.