Δευτέρα, 10 Ιανουαρίου 2011

Ανακαλύφθηκε νέο κράμα μετάλλου ανθεκτικό σαν τον χάλυβα

Ανακαλύφθηκε νέο κράμα μετάλλου ανθεκτικό σαν τον χάλυβα Από ομογενή ερευνητή στις ΗΠΑ
Ένα νέο σούπερ-ανθεκτικό και σκληρό μεταλλικό κράμα ανακάλυψε μία ερευνητική επιστημονική ομάδα του φημισμένου Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας με επικεφαλής τον δρα Μάριο Δημητρίου.

Παρότι μοιάζει με γυαλί είναι το πρώτο υλικό που έχει ποτέ κατασκευαστεί, το οποίο ανταγωνίζεται σε σκληρότητα και ισχύ τον χάλυβα και μελλοντικά θα μπορούσε να αντικαταστήσει τον τελευταίο σε κτήρια, γέφυρες, αυτοκίνητα και άλλες χρήσεις.

Μέχρι τώρα ήταν πολύ δύσκολο να βρεθούν υλικά που να είναι ταυτόχρονα σκληρά και ανθεκτικά. Για παράδειγμα, το γυαλί μπορεί να είναι σκληρό, να μην χαράζεται και να μην κάμπτεται από κάποιο βάρος, όμως τείνει να είναι εύθραυστο. Άλλα υλικά, όπως τα μέταλλα γενικά, είναι μεν ανθεκτικά -δηλαδή θρυμματίζονται πολύ πιο δύσκολα- όμως είναι πιο εύκαμπτα, όπως ο ελατός ή σφυρηλατήσιμος σίδηρος.

Η πρόκληση των επιστημόνων ήταν ανέκαθεν να ανακαλύψουν υλικά που να είναι σκληρά και παράλληλα ανθεκτικά, αλλά συνήθως κατέληγαν σε ένα συμβιβασμό ανάμεσα σε αυτά τα δύο χαρακτηριστικά. Η ομάδα του Δημητρίου κατάφερε να συνθέσει ένα μεταλλικό κράμα από άμορφα μέταλλα, συνδυάζοντας και τις δύο επιθυμητές ιδιότητες.

Τα άμορφα μέταλλα δημιουργούνται από ταχέως ψυχόμενα λιωμένα μέταλλα, με αποτέλεσμά τα άτομά τους να βρίσκονται σε μια άτακτη δομή, παρόμοια με αυτή του γυαλιού, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζεται πολλή περισσότερη ενέργεια και βάρος για να μετακινηθούν τα άτομά τους σε άλλη θέση.

Μέχρι τώρα αυτά τα «υαλώδη μέταλλα» φαίνονταν να είναι εγγενώς εύθραυστα, επειδή περιέχουν μικρά ελαττώματα, τα οποία αρχίζουν να αυξάνουν σε συγκεκριμένες περιοχές, όσο το μέταλλο υφίσταται κόπωση, με συνέπεια κάποια στιγμή το υλικό να κάνει ρωγμές και να σπάει.

Όμως οι Αμερικανοί ερευνητές ανακάλυψαν ότι αν, παραδόξως, δημιουργήσουν τεχνηέντως ένα υπερβολικά μεγάλο αριθμό τέτοιων ελαττωματικών περιοχών, τότε μπορεί να προκληθεί το ακριβώς αντίθετο αποτέλεσμα: το υλικό να γίνει πιο ανθεκτικό. Οι ελαττωματικές περιοχές «διαπλέκονται» μεταξύ τους σε μορφή δικτύων και, όταν συμβεί μια ρωγμή, τότε αυτά τα δίκτυα «περικυκλώνουν» τη ρωγμή και την εμποδίζουν να εξαπλωθεί, σύμφωνα με τον Δημητρίου.

Μετά από 109 (!) προσπάθειες, τελικά οι ερευνητές ανακάλυψαν το σωστό μείγμα άμορφου μετάλλου που μπορεί να έχει το αποτέλεσμα αυτό. Το κράμα αποτελείται κυρίως από παλλάδιο, με την προσθήκη λίγου αργύρου και άλλων στοιχείων.

Όπως είπε ο Δημητρίου, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμα καταλάβει γιατί το συγκεκριμένο κράμα δουλεύει εκεί που άλλα είχαν αποτύχει, όσον αφορά τον ιδανικό συνδυασμό σκληρότητας και ανθεκτικότητας. Νέες έρευνες που σχεδιάζονται, θα μελετήσουν τις χημικές ιδιότητες που έχουν μεταβληθεί και δίνουν το επιθυμητό αποτέλεσμα.