Een recente doorbraak is gerapporteerd door een vooraanstaande professor en zijn team aan het Royal Melbourne Institute of Technology in Australië. Ze hebben een nieuw metamateriaal van een Ti-6Al-4V-legering met meerdere topologische structuren ontworpen en ontwikkeld. Dit lichtgewicht en zeer sterke materiaal vertoont uitzonderlijke hittebestendigheid, corrosieweerstand en biocompatibiliteit, geërfd van de Ti-6Al-4V-legering. Vanwege deze eigenschappen is het geschikt voor veel verschillende toepassingen.
Bijvoorbeeld:
Het kan worden gebruikt in sandwichconstructies voor thermische beschermingssystemen in hogesnelheidsvliegtuigen, zelfs bij temperaturen dichtbij 600 graden bij gebruik van titaniumlegeringen op hoge temperatuur. Als de structuur is gemaakt van op nikkel gebaseerde legeringen die bestand zijn tegen hoge temperaturen, kan het mogelijk zijn om bij nog hogere temperaturen te werken, bijna 900 graden.
Met zijn unieke combinatie van lichtgewicht, hoge sterkte, corrosieweerstand en hittebestendigheid kan het worden gebruikt bij de productie van onbemande titanium drones voor monitoring op korte afstand, bos- en industriële brandbestrijding, en als structurele componenten in bedieningsoppervlakken van vliegtuigen.
Het kan ook dienen als implantaatmateriaal voor botvervangingen, diverse medische hulpmiddelen en de vervaardiging van lichtgewicht structurele componenten.
Verdere optimalisatie van de structuur heeft tot doel de dichtheid terug te brengen tot ongeveer 1,0 g/cm³, waardoor toepassingen mogelijk worden van lichtgewicht, zeer sterke, corrosiebestendige en hittebestendige titaniumlegeringen met een dichtheid vergelijkbaar met die van water.
In deze studie combineerde het team op ingenieuze wijze holle dunwandige staafmechanische metamaterialen met dunne plaatmechanische metamaterialen, resulterend in een onderscheidende structurele vorm die afwijkt van eerder gerapporteerde metamateriaaltopologieën. Door de voordelen van beide structuren te benutten, bereikt het materiaal aanzienlijke verbeteringen in de mechanische prestaties, terwijl de fundamentele kenmerken van het oorspronkelijke holle, dunwandige staafmetamateriaal behouden blijven.
