Vědci z University of Toronto vyvinuli novou 3D‑tištěnou titanovou strukturu, která spojuje extrémně nízkou hmotnost s odolností vůči teplotám až 500 °C. Tento materiál by mohl znamenat zásadní průlom pro letecký, automobilový a vesmírný průmysl – a nastartovat novou éru konstrukčních materiálů založených na vnitřní architektuře místo jen slitin.
V leteckém průmyslu je hmotnost veřejným nepřítelem číslo jedna. Inženýři již léta hledají materiál, který by byl stejně lehký jako hliník, ale při prudkém zvýšení teploty by neztratil svou strukturální integritu. Zdá se, že tým z Torontské univerzity našel řešení a vyvinul strukturu, která kombinuje extrémní lehkost s tepelnou odolností.
Titanium alloy struts, micro-cast aluminum matrix, and nanoscale precipitates give the material exceptional high-temperature performance. https://t.co/aDRZyEAz0C pic.twitter.com/ZNpyhIrhXA
— Interesting Engineering (@IntEngineering) November 24, 2025
Informaci přinesl server Interesting Engineering, který vysvětluje, že vědci k vytvoření titanové sítě použili 3D tisk. Tato vnitřní síť funguje jako mikroskopický skelet, který kopíruje koncept železobetonu, ale v malém měřítku. Průměr výztužných tyčí je pouhých 0,2 milimetru, čímž se dosáhlo vnitřní architektury schopné odolat až 500 °C bez ochabnutí.
Železobeton v mikroskopickém měřítku
Klíč spočívá v laserové aditivní výrobě, technice, která umožňuje vytvarovat tvary nemožné pro klasické odlévání. Stejně jako nedávný objev v oblasti 3D tisku usnadnil vytváření složitých komponentů za nízké náklady, zde je cíl čistě konstrukční. Cílem je, aby si kov zachoval mechanickou integritu jak v ledovém vakuu vesmíru, tak v pekelném žáru proudového motoru.
Dosud byl králem hliník, ale jeho Achillovou patou je teplo: při překročení určitých stupňů měkne. Tento nový kompozit tuto překážku překonává díky vyztužené kovové matrici, která je pro energetickou účinnost zásadní. Jde o stejnou posedlost minimální hmotností, jakou jsme viděli u nejlehčího materiálu na planetě, aerogelu, ale zde aplikovanou tak, aby odolával velkému konstrukčnímu zatížení a tepelnému namáhání.
Výzkumníci pod vedením profesora Yu Zoua poukazují na to, že tato inovace má přímé uplatnění v železničním, automobilovém a obranném průmyslu. Každý ušetřený gram v těchto odvětvích znamená méně paliva a větší autonomii. Možnost tisknout tyto díly na vyžádání navíc mění pravidla hry pro konstrukci vysoce výkonných vozidel a odstraňuje omezení tradiční výroby.
Budoucnost vědy o materiálech
Tento průlomový objev potvrzuje, že materiálová věda prožívá díky 3D tisku kovů zlatý věk. Už nejde jen o hledání nových slitin, ale o navrhování vnitřní architektury hmoty. Pokud se podaří rozšířit průmyslovou výrobu, mohli bychom se dočkat lehčích, bezpečnějších a efektivnějších letadel mnohem dříve, než se předpokládalo.
Kromě toho by extrémní teplotní odolnost tohoto nového materiálu mohla mít významný dopad na výzkum vesmíru. Vesmírné mise vyžadují materiály, které jsou schopny odolat extrémním podmínkám, a to jak chladu ve vesmíru, tak teplu vznikajícímu při návratu do zemské atmosféry. Tento kov by mohl být klíčovou součástí konstrukce odolnějších a účinnějších kosmických lodí.
V automobilovém průmyslu by použití tohoto materiálu mohlo přinést revoluci ve výrobě elektromobilů. Snížení hmotnosti má zásadní význam pro zlepšení energetické účinnosti a zvýšení dojezdu elektrických vozidel. Začleněním tohoto kovu do konstrukce vozidel by výrobci mohli nabízet lehčí a účinnější modely, což by pomohlo snížit emise uhlíku a přiblížit se udržitelnější budoucnosti.
A konečně v obranném sektoru by schopnost vytvářet lehké, ale extrémně pevné konstrukce mohla vést k agilnějším a efektivnějším vojenským vozidlům. To by nejen zlepšilo mobilitu a efektivitu, ale mohlo by také zvýšit bezpečnost vojáků tím, že by měli k dispozici robustnější a spolehlivější vybavení.
Vývoj tohoto ultralehkého kovu odolného vůči extrémním teplotám představuje významný milník v materiálové vědě. Jeho potenciál pro transformaci mnoha průmyslových odvětví je obrovský a jeho implementace by mohla zahájit novou éru v materiálovém inženýrství a designu.