Исследователи из Helmholtz-Zentrum Hereon нашли необычное применение отходам пищевой промышленности — раковинам устриц. Вместо того чтобы отправляться на свалки, они могут стать основой для нового поколения сверхлегких материалов для автомобилей и другой техники.
Команда разработала специальную магниевую пену, используя порошок из измельченных устричных раковин в качестве натурального вспенивающего агента. Такой подход позволил отказаться от токсичных химических добавок, которые обычно применяются при производстве металлических пеноматериалов.
Секрет технологии оказался довольно простым. Раковины устриц богаты карбонатом кальция, который при нагревании начинает выделять углекислый газ. Исследователи смешали порошок из раковин с расплавленным магниево-кальциевым сплавом, после чего газ сформировал внутри металла множество равномерных пузырьков.
После охлаждения получилась легкая пористая структура с высокой прочностью и хорошими амортизирующими свойствами. Материал способен эффективно поглощать удары и вибрации, не разрушаясь при нагрузках. Именно поэтому ученые рассматривают его как перспективный вариант для зон деформации автомобилей и компонентов электромобилей.
Особенность новой магниевой пены заключается еще и в ее происхождении. Магний и кальций для сплава получают из побочных продуктов опреснения морской воды, а сами устричные раковины являются отходами рыбной промышленности. В итоге почти весь процесс строится вокруг вторичного использования сырья.
Исследователи также проверили, как материал ведет себя в морской среде. Лабораторные тесты показали, что при попадании в воду пена постепенно растворяется, не выделяя токсичных веществ и тяжелых металлов.
После окончания срока службы материал можно вернуть в океан — он просто растворится в воде.
— отметил соавтор исследования Хайо Диеринга.
Впрочем, основная цель проекта — не утилизация в море, а создание полноценной замкнутой системы переработки. Магниевую пену можно переплавлять и повторно использовать для производства новых сплавов и деталей.
На фоне стремления автопроизводителей снижать массу автомобилей и увеличивать запас хода электромобилей подобные материалы становятся особенно востребованными. Помимо автомобильной отрасли, новую пену уже рассматривают для применения в авиации, судостроении и производстве защитного оборудования, где важны минимальный вес и эффективное поглощение энергии.
