Магній - супер матеріал майбутнього

Для виробництва автомобілів, можливо, будуть незабаром використовувати магнієві сплави, що призведе, таким чином, до зменшення як ваги, так і витрати палива, але це відбудеться тільки в тому випадку, якщо інженери зможуть розробити технологію промислово-виробничої обробки одного з найбільш широкодоступних металевих елементів на Землі.

Магній горить при високих температурах, утворюючи блискучий білий світ, завдяки якому він став популярним при використанні його в феєрверках та шкільних науково-експериментальних лабораторіях. На даний момент виникає потреба в більш легких, енергетично-ефективних і щадних для навколишнього середовища матеріалах, що може зробити магній революційним матеріалом для багатьох галузей, починаючи з автомобільної і закінчуючи мобільного електронікою, йдеться в статті, опублікованій 21 травня в черговому випуску журналу Science (Наука).

Еслі деякі техніческіе проблеми, пов'язані з металом зможуть бути подолані, легка вага магнію і його унікальні властивості можуть зробити цей матеріал ідеальним для використання всього: від автомобілів до батарей.

"Це завдання мотивується тим, що магній широко поширений в земній корі восьмий з найбільш часто зустрічаються елементів, до того ж витягується з морської води, "пише автор Тереза ??Поллок Tеresa Pollock, інженер матеріалознавець Університету Каліфорнії Санта Барбара (Santa Barbara).

Ізготовітелям подобається магній як можливий легковаговий матеріал, оскільки щільність його на 30%, менше щільності алюмінію, в більш ніж в чотири рази менше ніж щільність стали, і приблизно така ж, як і у багатьох видів пластмас.

Удобство в експлуатації двигуна з магнієвих сплавів робить його більш делікатної альтернативою для навколишнього середовища, схожою з легковажним пластмасам, виробленим з нафти.

Проізводітелі вже планують підвищити вміст магнію в автомобілях, з 11-13 фунтів (норма магнію в типовому автомобілі сьогодні) до 99 - 353 фунтів (45-160 кг). При розрахунку економічної ефективності виявлено, що зменшення ваги майже до 50 фунтів (22.5 кг) підвищить економію палива машини приблизно на 1%.

Согласно звіту Ради з Захисту Природних Ресурсів (NRDC) цей 1% скорочення споживання палива машинами по всій країні міг би зберегти 100, 000 барелів нафти за день.

Магній також є багатообіцяючим матеріалом для використання в зарядних батареях, включаючи рідкі батареї, які допоможуть зберігати сонячну енергію. Деталі, виготовлені з магнієвих сплавів, володіють хорошими електромагнітними характеристиками, добре екранують радіочастоти, що робить їх привабливими для використання в стільникових телефонах, ноутбуках, фотоапаратах, відеокамерах і т. д.

Такім чином, магній є найвірогіднішим кандидатом на заміщення часто використовуваних металевих матеріалів, застосовуваних в інженерних розробках. "Вчені й інженери повинні спочатку краще зрозуміти його механічну, хімічну і фізичну природу", говорить Поллок (Pollock) у своїй статті.

Одно з умов найбільш обмежує можливість застосування магнію виходить з його досить негнучкою шестикутної структури на атомному рівні - обмеження, яке ускладнює для виготовлювачів процес прокатування, видавлювання або протягування металу для надання йому потрібної форми.

Возможним рішенням проблеми є створення сплавів металу на основі магнію з додаванням інших елементів, що дозволить отримати необхідний сплав із заданими властивостями. Деякі рідкоземельні елементи такі як, наприклад, ітрій, лантан, церій, і неодиму можуть посилити структуру і властивості магнієвих сплавів, але тоді через питань поставки цих металів може збільшитися собівартість матеріалу.

Недавно, рухаючись у цьому напрямку, дослідники створили новий дешевий сплав, на основі алюмінію, кальцію і магнію, який може стати альтернативою для легковагих і високотемпературних елементів в автомобільних агрегатах.

С більшою часткою ймовірністю можна сказати, що перспективні сплави майбутнього поки ще не відкриті. Нові комп'ютерні моделі дозволяють вченим і інженерам передбачати і навіть діагностувати переваги і недоліки новостворюваних сплавів, що може прискорити темп розвитку цих проектів та інновацій.

"Доступність моделювання засобами високої точності дає більше що становить простору для досліджень, підвищуючи ймовірність того, що нові, оптимальні рішення будуть знайдені, "відзначила Поллок (Pollock). Ви завжди можете скачать новинний інформер і бути в курсі всіх світових новин.

Орігінал (на англ. Мовою): LiveScience.com переклад: М. Гончар

• Физики связали уравнения Эйнштейна с квантовой информацией
• Физики научились управлять «закрученностью» света с помощью его внутренней структуры
• Физики обнаружили необычный «провал» в данных о сверхплотной материи
• Учёные предложили связывать удалённые кубиты колебаниями кристалла
• Учёные создали самые точные атомные часы в мире
• Учёные предложили превращать пластиковые отходы в бензин и дизельное топливо
• ИИ и смешанную реальность впервые объединили при установке зубного импланта
• Капли воды могут повреждать краску микроскопическими электрическими разрядами