Специалисты из Техасского университета A&M впервые в мире разработали металлический гель — материал, способный сохранять устойчивость при экстремально высоких температурах. Ожидается, что это достижение может быть использовано при создании систем энергетики и двигателей нового поколения. Инновационный материал представляет собой гель, однако он полностью состоит из металлов. Он проявляет характеристики твёрдого вещества, при этом содержа внутри жидкий металл, не разрушаясь под воздействием интенсивного жара.
Металлический гель создаётся путём смешивания двух металлических порошков и последующего нагрева полученной смеси. В ходе нагрева один из металлов плавится, в то время как другой остаётся в твёрдом состоянии. Именно твёрдый металл формирует ультратонкую структуру, которая удерживает внутри расплавленный металл. По словам руководителя исследования, доктора Майкла Дж. Демковича, ранее существование подобных гелей было неизвестно, поскольку не предполагалось, что жидкие металлы можно удержать благодаря внутренней структуре. Формирование этих гелей возможно только при экстремально высоких температурах, обычно около 1000 градусов Цельсия.
Новое вещество способно решить принципиальную проблему жидкометаллических батарей, использующих расплавленные слои вместо твёрдых электродов. Эти батареи характеризуются высокой долговечностью, однако из-за подвижности жидких компонентов существует риск смещения и короткого замыкания. Металлический гель, стабилизируя жидкий металл, позволит применять подобные батареи в условиях движения, например, на судах или в тяжёлой промышленности. Чтобы подтвердить эту возможность, учёные разработали опытный образец батареи с электродами из металлического геля, изготовленного на основе железа, висмута и кальция, и убедились в его способности генерировать электричество.
Неожиданное открытие металлического геля стало следствием любопытства исследователей, изучавших свойства металлических композитов при нагревании. Более детальные эксперименты и анализ структуры выявили, что твёрдый металл формирует каркас, внутри которого находится жидкость. Возможности использования этого материала не ограничиваются только батареями, поскольку аналогичная гелеобразная структура может быть применена для стабилизации расплавленных солевых электролитов. В дальнейшем это может способствовать разработке систем энергообеспечения для гиперзвуковых летательных аппаратов, функционирующих в условиях высоких температур.