Juotoksia ilman lämpöä

Iowa State Universityn ja Yhdysvaltain energiaministeriön Ames Laboratoryn tutkijat ovat kehittäneet tavan tuottaa mikrokokoisia nestemetallihiukkasia, joita voidaan käyttää ilman lämpöä tapahtuvaan juottamiseen sekä korjailemaan ja prosessoimaan metalleja huoneenlämmössä.

Työtä johtanut Martin Thuo sanoo Iowa Staten olevan juuri sopiva paikka uudelle juotosteknologian kehitykselle. Vuonna 1996, samoissa maisemissa tehty tutkimus johti lyijyttömän juotteen kehittämiseen.

Thuo toivoo, että heidän uusi juotosteknologia on aivan yhtä hyödyllinen. Aiheen parissa on jo tehty patenttihakemukset ja käynnistetty yritystoimintaa.

Projekti alkoi etsittäessä tapaa estää sulaa metallia palautumasta kiinteäksi jopa alle metallin sulamispisteen. Aine on silloin alijäähtynyt ja sitä on tutkittu laajalti mutta on ollut haaste tuottaa suuria ja vakaita määriä alijäähtyneitä metalleja.

Thuon tutkimusryhmä ideoi, että jos pieniä nestemäisiä metallipisaroita voidaan päällystää ohuella pinnoitteella, he voisivat muodostaa vakaita alijäähtyneitä nestemäisen metallin hiukkasia.

Insinöörit kokeilivat tekniikkaa, joka pisaroi nestemäistä metallia happamassa nesteessä. Tällöin hiukkaset ovat alttiina hapelle joten hapettuminen luo kapselin, joka sisältää nestemäisen metallin ja estää sen paluun kiintoaineeksi. Tämä kerros sitten vain kiillotetaan kunnes se on ohut ja sileä.

Tutkijat loivat nestemetallihiukkasia, jotka sisältävät Fieldin metallia (seos vismuttia, indiumia ja tinaa) sekä hiukkasia, jotka sisältävät seoksen vismuttia ja tinaa. Hiukkaset ovat halkaisijaltaan 10 mikrometrin kokoisia eli samaa luokkaa kuin veren punasolut.

Martin Thuon laboratorio on keskittynyt ideaan nimeltään niukat innovaatiot eli kuinka voi tuottaa korkean tason tiedettä tai tekniikkaa niin vähillä resursseilla kuin mahdollista?

Luonto onkin tässä suhteessa oiva apu. Itsekoostuvuus ja ympäristön tuottama hapettuminen ovat loistavia työkaluja meidän malleille, toteaa Thuo yliopistonsa tiedotteessa.