في عام 2015، تم تطوير مواد الرغوة المركبة من مصفوفة معدنية بشكل مشترك من قبل باحثين من DST ومعهد جامعة نيويورك للتكنولوجيا.

تبلغ كثافتها 0.92 غ/م3 فقط، وتطفو على الماء. ومن المثير للدهشة أن هذه المادة تتميز بمتانة مرضية مع خفة وزنها، كما أن غلافها الكروي الواحد يتحمل ضغطًا يصل إلى 25,000 رطل لكل بوصة مربعة قبل أن ينكسر. وبالمقارنة مع الرغوة المعدنية التقليدية، تتميز الرغوة المركبة المعدنية بإمكانية تعديل كثافتها ضمن نطاق معين، مع إمكانية التحكم في حجم وشكل الثقوب.

مسامية الرغوة المعدنية

تُشير المسامية إلى نسبة حجم جميع المسامات في جسم مسامي إلى حجمه الإجمالي، وهي قياس منتظم لمساحة الفراغات فيه. عادةً ما تتجاوز مسامية معدن الرغوة 90%، وهو معدن مسامي يتمتع بقوة وصلابة معينة. يتميز هذا النوع من المعادن بمسامية عالية، ويمكن أن يصل قطر مسامه إلى مستوى المليمتر.

كثافة الرغوة المعدنية تجعلها ذات تطبيقات خاصة. على سبيل المثال، تُستخدم الرغوة المعدنية في صناعة السيارات، حيث تُخفّض وزن السيارة، وتُحسّن كفاءة استهلاك الوقود، وتُعزّز حماية الركاب في حال وقوع حادث بفضل قدرتها الجيدة على امتصاص الطاقة.

في الإنتاج الفعلي، اكتُشف إمكانية تصنيع العديد من قطع غيار السيارات من الألومنيوم الرغوي، مثل الغطاء العلوي والسفلي والمقاعد والمصدات والعوارض الطولية الأمامية والخلفية، وغيرها. على سبيل المثال، يتميز لوح السقف المصنوع من الألومنيوم الرغوي من شركة كامان الألمانية بصلابة أعلى بحوالي 7 مرات من صلابة المكونات الفولاذية، إلا أن وزنه أخف بحوالي 25% من المكونات الفولاذية.

المرجع: تاريخ تطور الرغوة المعدنية

في عام 1948، اقترح سوسنيك تحضير رغوة معدنية من سبيكة الألومنيوم مع الزئبق المتبخر، وهو ما يمثل المرة الأولى التي توصل فيها البشر إلى مفهوم الرغوة المعدنية. وفي الوقت نفسه، كسر النظرية التقليدية القديمة التي تقول إن المعادن لها بنية كثيفة فقط.

في عام 1951، نجح إليوت في إنتاج الألومنيوم الرغوي بطريقة الرغوة المنصهرة.

في عام 1983، نشرت مجلة GJDVIES بحثًا رسميًا حول نظام الرغوة المعدنية، وبدأت الأبحاث حول الرغوة المعدنية بفترة نشطة.

في عام 1988، لا يزال كتاب "Porous Solids-structure & Properties" الذي نشره LJ Gbson و MF Ashby عملاً مهمًا في مجال أبحاث المواد المسامية.

في عام 1991، قام معهد كيوشو للأبحاث الصناعية في اليابان بتطوير عملية صناعية لإنتاج الألومنيوم الرغوي صناعياً.

في عام 2000، قام آشبي وفريقه بتلخيص طريقة التحضير والأداء واتجاه تطبيق الرغوة المعدنية لأول مرة بشكل منهجي.

منذ عام 2000، نضجت تكنولوجيا تحضير الجسيمات الدقيقة تدريجيًا، وبدأ مجال البحث في رغوة المعادن أيضًا في التطور بسرعة.