1. Kas ir putots metāls un putots alumīnijs
Vēstures gaitā putu metālu atklāšana ir nozīmīgs pavērsiens visas materiālu inženierijas jomas revolūcijā. Metāla putas ir materiāls, kas sastāv no metāla struktūras ar lielu skaitu poru, kas gar konstrukciju ir piepildītas ar gāzēm. Šo metāla putu poras var būt starpsavienojumu vai hermētisku blīvējumu veidā, ko attiecīgi sauc par atvērtu un slēgtu šūnu putām. Viņu vidūalumīnija putaspašlaik ir putu metāls ar vislielāko pielietojuma potenciālu, un tas ir pazīstams kā "metāla zvaigzne", pateicoties vairākām izcilām īpašībām, piemēram, augsta porainība, mazs blīvums, viegls svars, augsta izturība, laba kompresija, laba triecienu absorbcija, laba skaņas absorbcija un elektromagnētiskais ekranējums. “metāla zvaigzne”, ko plaši izmanto kosmosa inženierijā, ražošanā un citās apstrādes metodēs fizisko zinātņu jomā.

Alumīnija putu strukturālie raksturlielumi: a) atvērtu šūnu alumīnija putas; b) slēgtu šūnu alumīnija putas

2. Īpašības un pielietojumsAlumīnija putas
Alumīnija putas ir metāls ar augstu porainību un porainu struktūru, kurā noslēgtās poras veido apmēram trīs ceturtdaļas no metāla materiāla kopējā tilpuma, padarot materiālu ļoti vieglu. Papildus šīm īpašībām alumīnija putām ir iespaidīgas enerģijas absorbcijas īpašības un augsta saspiežamība. Attiecībā uz blīvumu pētnieki atklāja, ka lielākajai daļai alumīnija putu paraugu blīvums ir aptuveni 0,4–1,2 g-cm-3. Turklāt alumīnija putas ir skaņu absorbējošas, pārstrādājamas un tām ir zema siltumvadītspēja.

Uzlabota triecienizturīga sateces daļēja struktūra: 1 – augšējā āda; 2 –alumīnijaputu ferma; 3 – apakšējā āda

Kas attiecas uz lietojumiem, alumīnija putu elektromagnētiskais ekranējums, vieglais svars un absorbcijas īpašības padara to par ideālu kandidātu komponentiem, ko izmanto kontrolētās kodolsintēzes ierīcēs, automobiļu, kosmosa un būvniecības nozarēs, jo tās spēj izturēt ekstremālās fiziskās vides. Kontrolējamās kodolsintēzes ierīcēs slēgto šūnu alumīnija putas ir lielisks elektromagnētiskais ekranēšanas materiāls. Sakarā ar alumīnija putu karkasa savstarpējo savienojumu, kam ir milzīgs īpatnējais virsmas laukums un laba spēja absorbēt un atstarot elektromagnētiskos viļņus, alumīnija putās rodas dažāda veida zudumi, piemēram, absorbcijas un atstarošanas zudumi, kas nodrošina putu alumīnijs lieliskas elektromagnētiskās ekranēšanas īpašības. Un ir arī konstatēts, ka alumīnija putu elektromagnētiskā ekranēšanas efektivitāte samazinās un pēc tam palielinās, palielinoties elektromagnētisko viļņu frekvencei. Aviācijas un kosmosa rūpniecībā alumīnija putas izmanto kā sastāvdaļu kosmosa konusu vai turbīnu ražošanā, kas ir īpaši noderīgi, lai samazinātu gaisa kuģu sastāvdaļu kopējo svaru, jo alumīnija putu masa ir maza. Turklāt kā lielisks enerģiju absorbējošs materiāls alumīnija putas tiek izmantotas kosmosa kuģu buferu, vibrācijas absorbētāju un kosmosa kuģu atgriešanās kapsulu dibena ražošanā, kas nodrošina drošu nosēšanos un aizsargā astronautus un kosmosa aprīkojumu. Efektīvi absorbējot enerģiju un slāpējot vibrācijas, alumīnija putas var nodrošināt astronautu drošību kosmosa kuģa nosēšanās trieciena gadījumā.
Automobiļu rūpniecībā alumīnija putas palīdz samazināt kopējo rāmī izmantoto detaļu skaitu, padarot montāžas procesu efektīvāku, kas galu galā palīdz samazināt izmaksas un uzlabot veiktspēju. Pašlaik tirgū pieejamo automašīnu virsbūves konstrukcijās alumīnija putas tiek izmantotas triecienstieņos, šķērsstieņos un durvju sijās.

a) Virsbūves lokālo enerģiju absorbējošo daļu diagramma. (b) Alumīnija shematiskā diagrammaputasavārijas josla.

Būvniecības nozarē galvenā izmantošanaalumīnija putasir kā aizsargājoša, ugunsdroša barjera pret spēcīgu troksni. Tipiski slēgto šūnu alumīnija putu arhitektūras pielietojuma piemēri ir Londonas metro stacija un SOHO Revival Square Šanhajā, kur dizaineri izmantoja lielu daudzumu alumīnija putu skaņas absorbcijai un izolācijai.

(a) (b) Alumīnija putu fotogrāfijas, ko izmanto Šanhajas SOHO Plaza interjerā; c) Alumīnija putas + metāla dobuma kompozīta skaņu absorbējoša siena Bermondsijas stacijā, Londonas metro.

3. Secinājums
Alumīnija putu atklāšana tiek uzskatīta par ievērojamu sasniegumu.Alumīnija putasmateriāls apvieno izcilas elektromagnētiskās ekranēšanas īpašības, vieglo svaru, zemu blīvumu, vibrācijas slāpēšanas un enerģijas absorbcijas īpašības, kas padara to ļoti plaši pielietojamu dažādās nozarēs mūsdienās. Interesanti, ka alumīnija putas ir arī videi draudzīgs produkts, ko var pārstrādāt, kas nozīmē, ka tas ir ilgtspējīgs materiāls, ko, cerams, nākotnē izmantos daudzos rūpnieciskos lietojumos.