211service.com
Nanofabricage maakt staal 10 keer sterker
Een goedkoop nieuw proces kan de sterkte van metalen zoals staal tot 10 keer vergroten en ze veel beter bestand maken tegen corrosie. Als de gemodificeerde metalen veldtesten doorstaan, kan het nieuwe proces ervoor zorgen dat bruggen en andere infrastructuur veel langer meegaan; het zou auto's ook lichter en dus zuiniger kunnen maken.
De hier getoonde buis is behandeld volgens het proces van Modumetal.
De in Seattle gevestigde startup die het proces ontwikkelde, Modummetaal , commercialiseert het gedeeltelijk in samenwerking met de oliemaatschappijen Chevron, Conoco-Philips en Hess.
Onderdelen die met de technologie zijn gemaakt, worden nu getest in olievelden. Sommige olie bevat zeer corrosieve chemicaliën, zoals waterstofsulfide, die productieapparatuur snel beschadigen. De nieuwe technologie zou ervoor kunnen zorgen dat die onderdelen veel langer meegaan en zo de kosten van het zoeken naar onconventionele oliebronnen verlagen. Dat zou slechts de eerste van een breed scala aan toepassingen kunnen zijn.
De vooruitgang is gebaseerd op het feit dat het beheersen van de structuur van metalen op nanoschaal die materialen nieuwe eigenschappen kan geven. Dit is al een tijdje mogelijk, maar het was moeilijk om betrouwbaar en economisch te doen met grote stukken metaal. Modumetal heeft een proces ontwikkeld waarmee het nauwkeurige controle heeft over de structuur van metalen en waarmee het meterslange onderdelen kan maken. CEO Christina Lomasney zegt dat het proces hetzelfde kost als conventionele metaalbehandelingen zoals galvanisatie.
Modumetal maakt gebruik van een geavanceerde vorm van galvaniseren, een proces dat al wordt gebruikt om het verchromen te maken dat je op de motor en uitlaatpijpen van een motorfiets kunt zien. Galvaniseren houdt in dat een metalen onderdeel wordt ondergedompeld in een chemisch bad dat verschillende metaalionen bevat en vervolgens een elektrische stroom aanbrengt om ervoor te zorgen dat die ionen een metaalcoating vormen.
Het bedrijf gebruikt een bad dat meer dan één soort metaalion bevat en regelt hoe ionen worden afgezet door de elektrische stroom te variëren. Door de stroom op precieze momenten te veranderen, kan het een gelaagde structuur creëren, waarbij elke laag enkele nanometers dik en van verschillende samenstelling is. De uiteindelijke coating kan tot een centimeter dik zijn en kan de eigenschappen van het oorspronkelijke materiaal sterk veranderen.
david lashmore , een professor in materiaalkunde aan de Universiteit van New Hampshire die werk in het gebied heeft uitgevoerd, zegt dat nano-geconstrueerde lagen een materiaal sterker kunnen maken door te voorkomen dat scheuren er doorheen gaan.
Lashmore zegt dat om het proces op grote schaal te laten werken, een gedetailleerd begrip van de fysica en chemie nodig is om precies de juiste legeringen te produceren. Het werk van Modumetal is echt indrukwekkend, zegt hij.
Modumetal verhoogt zijn productiecapaciteit in zijn fabriek in Snohomish County, Washington. De kostendeclaraties van het bedrijf moeten nog worden bewezen bij grootschalige productie, en voordat de materialen op grote schaal kunnen worden gebruikt, moeten normalisatie-instanties tests ontwikkelen om hun prestaties te garanderen.