Створено новий метал - міцніше, ніж сталь, але гнучкий як пластик

Представьте собі матеріал, який міцніше за сталь, але гнучкий як пластмаса і здатний приймати, мабуть, нескінченний ряд форм. Протягом цілих десятиліть вчені намагалися знайти таку ідеальну субстанцію, яка могла б приймати різні складні форми з тією ж легкістю що і пластмаса, а також недорого обходиться подібно пластмасі, але в той же час не поступатися за силою і довговічності металу.

Теперь науково-дослідна група під керівництвом Жана Счроерса (Jan Schroers), матеріалознавців в Єльському Університеті, продемонструвала, що розроблені зовсім недавно товсті металеві скла (BMG) - сплави металу, що мають довільне розміщення атомів на відміну від нормальної, кристалічної структури виявленої в звичайних металах - можуть змінювати форму подібно пластмасі, що не неможливо у випадку звичайного металу, і при цьому не жертвувати міцністю і довговічністю притаманними металу. Їх відомості були описані он-лайн в поточному випуску журналу Materials Today.

"Ці сплави схожі на звичайний метал, який може приймати різні форми так само легко, як і пластмаса" - пояснив Счроерс. Поки тільки група створила безліч предметів складних форм, включаючи литі металеві пляшки, корпуси годинників, мініатюрні резонатори і біомедичні імплантати, які можуть прийняти певну форму менш ніж за хвилину часу, але залишаються такими ж міцними, як і типова сталь.

Матеріали майже тією ж вартістю, що і звичайна сталь, за словами вчених, можуть обходитися так само дешево, як і пластмаса. Сплави складаються з різних металів, включаючи цирконій, нікель, титан і мідь.

Группа вчених надає форму сплавів при низьких температурах і низькому тиску, де товсте металеве скло сильно пом'якшується і стікає так само легко, як і пластмаса, але не кристалізується подібно звичайному металу. Саме низькі температури і низький тиск дозволили вченим сформувати матеріал BMG з безпрецедентним зручністю, універсальністю і точністю. Для того щоб ретельно контролювати і підтримувати ідеальну температуру під час процесу, група формувала BMG у вакуумі або в рідині.

"Хитрість полягає в тому, щоб уникати тертя, зазвичай присутнє в інших методах формування" - зазначив Счроерс. "Процес надання форми повністю усуває тертя, дозволяючи нам створювати будь-яку кількість складних форм, аж до наномасштбних".

Профессор Счроерс і його група вже використовують свій новий метод обробки для виготовлення мініатюрних резонаторів для мікроелектромеханічних систем (Невеликі механічні пристрої, живити від електрики MEMS), а також гіроскопи і інші додатки для резонатора.

Кроме того, формуючи матеріал BMG, науково-дослідницькій групі вдалося об'єднати в один три традиційних кроку в процесі обробки метала (формування, з'єднання і полірування), який дозволив їм виконувати громіздкий процес, що вимагає багато часу і енергії менше ніж за одну хвилину.

"Це могло б сприяти розвитку цілої нової системи для формування металів" - зазначив дослідник. "Чудові властивості матеріалу BMG щодо пластмаси і типових металів, що містять у собі зручність, економічність і точність у виробництві, мають такий же потенціал для широкого застосування в суспільстві, як і розробка синтетичної пластмаси та пов'язаних з нею методів обробки в останньому столітті ".

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg Переклад: М. Гончар

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции