Pu Zhang vergelijkt het onderzoek van zijn team naar vloeibare metalen graag met de Terminator, met name Terminator 2:Judgment Day uit 1991. waarin een moordende robot gestuurd vanuit een grimmige toekomst kan transformeren in alles en nog wat op zoek naar zijn menselijke prooi.

Als je zegt dat dat misschien niet de beste vergelijking is, Zhang lachte en deed een bekentenis:"Om eerlijk te zijn, Ik heb die film nog nooit gezien!"

Zhang — een assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Binghamton University, State University van New York - heeft veel meer goedaardige plannen voor zijn laatste studie, die zal worden gepubliceerd in het meinummer van het tijdschrift Additieve productie .

Werken met Ph.D. studenten Fanghang Deng en Quang-Kha Nguyen, Zhang ontwikkelde wat hij noemt "het eerste vloeibare metalen rooster ter wereld, " die is gemaakt van Field's legering. De mix van bismut, indium en tin - genoemd naar de uitvinder, Simon Quellen Field-wordt vloeibaar bij het relatief lage smeltpunt van 62 ° C (144 ° F).

Field's legering wordt momenteel gebruikt als vloeibaar-metaalkoelmiddel in nucleaire techniek, onder andere toepassingen, maar het Watson-team demonstreert andere mogelijke toepassingen. Ze combineerden het metalen roostermateriaal met een rubberen omhulsel via een hybride productieproces. Dit nieuwe proces integreert 3D-printen, vacuümgieten en conforme coating (die wordt gebruikt op elektronische schakelingen om te beschermen tegen vocht, stof, chemicaliën en extreme temperaturen).

"Zonder de schil, het zal niet werken, omdat het vloeibare metaal zal wegvloeien, " zei Zhang. "Het schaalskelet bepaalt de algehele vorm en integriteit, zodat het vloeibare metaal zelf in de kanalen kan worden opgesloten. We hebben meer dan een half jaar besteed aan het ontwikkelen van dit productieproces, omdat dit nieuwe roostermateriaal zeer moeilijk te verwerken is. Je moet de beste materialen en verwerkingsparameters vinden."

Het Watson-team maakte een reeks prototypes die hun vorm terugkrijgen nadat ze tot het smeltpunt waren verhit. inclusief "spinnenweb"-achtige mesh-antennes, honingraten en voetballen, evenals de letters BUME (voor werktuigbouwkunde van Binghamton University, natuurlijk). Misschien wel de meest Terminator-achtige, Hoewel, is een hand die langzaam opengaat als het metalen rooster smelt.

Deze prototypes bieden opmerkelijke beelden, maar de eigenschappen erachter zouden talloze toepassingen kunnen inspireren. Wanneer het vloeibare metaal in vaste toestand is, het is zeer veilig en sterk. Het absorbeert veel energie wanneer het wordt geplet; dan, na wat opwarmen en afkoelen, het keert terug naar zijn oorspronkelijke vorm en kan opnieuw worden gebruikt.

Zhang heeft roostermaterialen bestudeerd sinds zijn Ph.D. werk aan de Universiteit van Pittsburgh in 2012, en hij ziet in dit nieuwe onderzoek naar vloeibare metalen veel mogelijkheden voor NASA of particuliere ruimtevaartbedrijven. Bijvoorbeeld, satellietontwerpers zouden het "spinnenweb" in een klein pakketje kunnen verpakken en het vervolgens in een baan om de aarde kunnen uitvouwen als een antenne. Misschien kunnen constructies voor toekomstige nederzettingen op de maan of Mars minder ruimte innemen aan boord van een verkenningsvaartuig en vervolgens worden uitgebreid wanneer astronauten hun bestemming bereiken.

Het kan zelfs zinvol zijn om een ​​interplanetair schip te bouwen met behulp van een metalen roostermateriaal, hij zei:"Een ruimtevaartuig kan neerstorten als het met een of andere impact op de maan of Mars landt. Normaal gesproken, ingenieurs gebruiken aluminium of staal om de kussenstructuren te produceren, maar nadat je op de maan bent geland, het metaal absorbeert de energie en vervormt. Het is voorbij - je kunt het maar één keer gebruiken."

"Met behulp van de legering van dit veld, je kunt er tegenaan botsen zoals andere metalen, maar warm het later op om zijn vorm te herstellen. Je kunt het keer op keer gebruiken."

Het Watson-team onderzoekt al hoe voort te bouwen op dit metaalroosteronderzoek, inclusief verschillende structuurtypes en verbeterde coatingmaterialen. Zhang heeft nog steeds een einddoel voor ogen:"Onze droom is om een ​​vloeibaar metalen roosterrobot te bouwen, en nu hebben we een hand, dus we zijn een stap verder."

Als het maar een vriendelijke robot is.