Привычный всем гофрированный картон относится к так называемым сэндвич-структурам. Легкие и в то же время жесткие, они широко используются во многих сферах производства. Эволюция также взяла их на вооружение при создании листьев некоторых растений, а также костей. 

К сожалению, создать наноразмерные сэндвич-структуры непросто. У ученых нет «клея», позволяющего соединить внутреннее содержимое с внешними листами в наномасштабе. Обойти это ограничение смогли исследователи из Пенсильванского университета, создавшие так называемый «нанокартон», сообщает Science Daily.

Ученые создали пронизанную каналами матрицу из кремния, а затем осадили поверх нее нанометровый слой оксида алюминия. Затем вытравили кремний, оставив только полый корпус с сетью каналов, соединяющих верхнюю и нижнюю поверхности.

В первом варианте каналы располагались концентрически. Расчеты показали, что такая структура обеспечит максимальную жесткость, но при ее реализации возникли проблемы. В материале возникали морщины, которые меняли его свойства непредсказуемым образом.

В конечном счете исследователи остановились на чередующемся «плетеном» расположении каналов, устойчивом к образованию складок и обеспечивающей жесткость нанокартона при экстремальном сгибе.

Если переломить лист гофрированного картона, на нем образуется залом, однако с нанокартоном такого не произойдет.

Квадратный сантиметр нанокартона весит меньше одной тысячной грамма. Благодаря уникальным механическим и термическим свойствам новый материал можно будет использовать как изолятор в преобразователях энергии, а также при создании фильтров-ловушек для опухолевых клеток, циркулирующих в крови.

Ученые также планируют исследовать самое интригующее свойство нанокартона — его способность к левитации под воздействием света.

Освещение создает разницу температур между двумя сторонами материала и меняет поток молекул воздуха. В результате материал поднимается в воздух. 

В Массачусетском технологическом институте создали материал, способным «залечивать» повреждения, используя углекислый газ из воздуха. Соединение можно будет использовать в строительстве и при создании защитных покрытий. Кроме того, оно принесет пользу, поглощая вредный для климата парниковый газ.