Vedci predstavili „kovovú penu“, o ktorej hovoria ako o „nesmrteľnom kove“. Prekonáva aj oceľ
Vedci z USA vytvorili materiál, ktorý prepisuje pravidlá fyziky. Kompozitná kovová pena CMF zvládne milióny cyklov zaťaženia aj pri 600 °C, odolá guľkám, radiácii a teplu, ktoré by zničilo bežnú oceľ.
Predstav si materiál, ktorý vyzerá ako kovová špongia, no vydrží to, čo bežná oceľ nezvládne ani v najdivokejších snoch. Americkí vedci práve potvrdili, že kompozitná kovová pena CMF (pozn. Composite Metal Foam) zvláda obrovské zaťaženie aj pri teplote, kde by iné materiály dávno povolili.
Tím z North Carolina State University zistil, že CMF dokáže znášať milióny cyklov stláčania pri teplotách 400 až 600 stupňov Celzia bez toho, aby sa rozpadla, zlomila alebo stratila silu.
„CMF má vlastnosti, o akých sa iným kovom môže len snívať,“ hovorí profesorka Afsaneh Rabiei, vynálezkyňa tohto materiálu. „Ak chceš niečo použiť v lietadle, motore alebo jadrovom reaktore, musíš vedieť, že to vydrží teplo aj opakovaný stres. CMF to dokáže.“
Testovaný materiál tvorili duté guľôčky z nehrdzavejúcej ocele uložené v oceli typu 316L. Ide o takzvaný Oceľ-Oceľ CMF, kombináciu, ktorá zvláda teplo, tlak aj vibrácie. Vedci ho vystavili opakovanému stláčaniu pri rôznych teplotách a výsledky prekvapili aj samotných odborníkov. Pri štyristo stupňoch vydržal viac ako 1,3 milióna cyklov pri tlaku od šiestich do šesťdesiat megapaskalov. Pri šesťsto stupňoch zvládol ešte 1,2 milióna cyklov pri nižšom tlaku, no bez jedinej trhliny. Testy sa zastavili nie preto, že by materiál zlyhal, ale preto, že výskumníkom došiel čas.
The Composite Metal Foam (CMF) could advance automotive and nuclear power industries. https://t.co/t5sERrCR7l pic.twitter.com/NzBkfqRvYU
— Interesting Engineering (@IntEngineering) October 8, 2025
Diametrálne odlišná liga
Mnoho ľudí si povie, že penové kovy už predsa existujú. Lenže CMF je úplne iná liga. Bežné penové kovy, takzvané open alebo closed cell foams, majú nepravidelnú štruktúru buniek, ktoré sa pri zaťažení deformujú nerovnomerne. Vznikajú v nich pásy napätia, ktoré rýchlo vedú k únave a praskaniu. Syntaktické peny síce tiež používajú duté častice, ale bývajú slabšie a menej odolné voči dlhodobému stresu. CMF sa od nich líši vďaka svojej homogénnej štruktúre. Duté guľôčky sú v kovovej matrici rozložené pravidelne, takže sa materiál deformuje rovnomerne po celom objeme. To zabraňuje koncentrácii napätia a bráni šíreniu trhlín a práve preto vydrží aj milióny cyklov zaťaženia.
Neprehliadni
Rabieiho tím pritom neostal len pri tepelných testoch. V minulosti skúšal CMF aj ako balistický materiál a výsledky sú rovnako pôsobivé. Kovová pena dokázala zastaviť pancierovú muníciu kalibru od 7,62 až po 14,5 milimetra, najmä keď bola kombinovaná s keramickou čelnou doskou. Nielenže zastavila projektil, ale zároveň výrazne znížila spätný odtlačok na zadnej strane, čo je v armádnych testoch rozhodujúci parameter. Okrem toho sa CMF ukázal aj ako vysoko účinný štít proti žiareniu. Dokáže tieniť röntgenové, gama aj neutrónové žiarenie, vďaka čomu sa oň zaujíma jadrový aj vesmírny priemysel. Ide o oblasti, kde sa spája teplo, tlak a radiácia do smrteľného trojboja, ktorý väčšina materiálov jednoducho neprežije.
CMF je ľahší než oceľ, no vydrží rovnaké zaťaženie. Zároveň izoluje teplo lepšie než väčšina zliatin, čo z neho robí ideálneho kandidáta pre extrémne prostredia. Môže sa objaviť v turbínových lopatkách, výfukových klapkách, vzduchových kanáloch lietadiel, v brzdových systémoch automobilov, v obaloch pre jadrové palivo či výbušniny, ale aj v hypersonických lietadlách a kozmických sondách. Kombinácia pevnosti, nízkej hmotnosti a odolnosti voči teplu či radiácii z neho robí materiál, ktorý má potenciál zmeniť celé odvetvia.
„Je to ľahký materiál, ktorý v extrémnom prostredí reaguje, akoby mu teplo ani neprekážalo,“ hovorí Rabiei.
Vedci hľadajú spôsob ako CMF vyrábať masovo
Jej laboratórium už spolupracuje s priemyselnými partnermi, ktorí chcú CMF využiť v energetike, letectve aj bezpečnostných technológiách. Ak sa výroba zjednoduší, možno sa o pár rokov pozrieš na svoje auto alebo lietadlo a zistíš, že jeho najhorúcejšie časti drží pokope penový kov, ktorý sa nebojí ohňa, guľky ani radiácie.
Napriek tomu nie je všetko dokonalé. CMF exceluje v kompresii, teda pri stláčaní. Menej sa však hodí pre aplikácie, kde prevládajú ťažné sily. Oceľová matrica síce tieto obmedzenia zmierňuje, no stále to nie je ideálny materiál na lanká či pružiny. Ďalšou výzvou je výroba vo veľkom. V laboratóriu sa správa fantasticky, ale priemyselná produkcia je drahá a technologicky náročná. Vyrobiť veľké panely so zložitým tvarom alebo ich zvárať zatiaľ nie je jednoduché, a práve to brzdí jeho nasadenie v masovej výrobe.
