Китайские ученые осуществили прорыв в производстве сверхкрепких стекол

Международная команда исследователей под руководством китайских ученых осуществила прорывное открытие в производстве металлических стекол, сообщает ekd.me со ссылкой на South China Morning Post.

Открытие обещает изменить космическое кораблестроение. Часть исследователей также считает, что новый метод идеален для адаптации к массового производству.

Металлические стекла (или аморфные металлы) уже давно рассматривались как кандидаты на место материала следующего поколения. Космические агенства, включая NASA, хотели использовать материал в различных сферах: от строительства космических кораблей до будущих сооружений на луне и Марсе. Также у материала есть потенциал использования в военно-промышленном комплексе.

Новый материал должен был практически заменить крепкий, но более тяжелый титан. Но до недавнего времени металлические стекла имели одну фатальную особенность: они быстро «старели». Когда материал подвергался постоянному внешнему физическому воздействию, он начинал терять свои невероятные характеристики, становясь ломким и хрупким.

Обычно его получали при быстром охлаждении металлических сплавов до твердого состояния. Это позволяло образовывать не упорядоченную кристаллическую решетку, как у металлов, а случайное расположение частиц, как у стекла. Такое строение придавало удивительные характеристики твердости и легкости − то, что требуется в космической индустрии.

Открытый учеными способ получения, на первый взгляд, кажется странным.

Мы привыкли, что металл необходимо нагреть перед тем, как ему придадут необходимую форму или над ним произведут определенные процедуры. Однако ученые во главе с Ваном Вэйхуа из Института физики Пекина делали практически обратное. Они опускали кусочки «стекла» в жидкий азот (чья температура ниже −195°C − прим. ЭКД) на несколько минут, потом доставали и оставляли греться до комнатной температуры. После многократного повторения процедуры они получили то, что назвали «абсолютно твердым», долгоживущим «металлическим стеклом».

Исследователи говорят, что хрупкость материала была вызвана «внутренним неединообразием стекольной структуры». Другими словами, случайность расположения частиц была недостаточно случайной, и местами можно было обнаружить упорядоченные структуры. Периодически повторяемые крионические «ванны» позволяют увеличить случайность расположения атомов и таким образом убрать дефекты структуры, которые ведут к внутренней нестабильности материала.