Neopisivo čvrst, a istovremeno iznimno elastičan i lagan metal zasigurno je sveti gral moderne metalurgije, za kojim znanstvenici tragaju već desetljećima. I dok su na tom polju već napravljeni divovski koraci naprijed, čini se kako bi otkriće novog materijala koji spaja metal i keramiku na nano nivou, moglo pokrenuti pravu revoluciju u proizvodnji laganih legura velike čvrstoće.
Naime, kombinirajući leguru magnezija i cinka s nanočesticama silicijevog karbida, tim s UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science pod vodstvom prof. Xiaochun Lija, uspio je stvoriti leguru jako velike čvrstoće, koja je istovremeno jako lagana i elastična.
„Iako se već prije smatralo kako bi nanočestice mogle umnogočemu poboljšati čvrstoću metala bez narušavanja njegove savitljivosti, što posebice vrijedi kod laganih metala poput magnezija, nitko nije uspio raspršiti keramičke nanočestice u rastaljeni metal, barem ne dosad. Zahvaljujući kombinaciji fizike i metalurgije, naša metoda utrla je put poboljšanju raznih metala kroz ravnomjerno ubrizgavanje nanočestica visoke gustoće, kako bismo dobili metale koji mogu podnijeti izazove današnjeg društva”, izjavio je Li.
Usporedba deformiranog uzorka čistog metala (lijevo) i nove, iznimno snažne legure (desno). Središnji stupić na obje slike ima promjer oko četiri mikrona. (FOTO: UCLA Scifacturing Laboratory)
Budući da magnezij ima oko 30% manju gustoću od aluminija, legure bazirane na njemu su od velike važnosti u brojnim granama privrede, počevši od graditeljstva pa sve do proizvodnje prijevoznih sredstava i strojeva. S druge strane, silicijev karbid se koristi u proizvodnji industrijskih sječiva visoke čvrstoće. I dok su prethodni spojevi navedenih tvari u prošlosti formirani kombiniranjem metala s keramikom na mikro nivou, krajnji rezultat bili su materijali visoke čvrstoće, no iznimno male elastičnosti. No, korištenjem keramičkih nanočestica dobiva se ne samo čvrst, nego i elastičan materijal.
Međutim, sve dosad nije bilo moguće kvalitetno ubrizgati takve čestice u rastaljeni metar, zbog tendencije nanočestica k nejednakom raspršivanju, uslijed privlačnih sila između samih čestica. Kako bi doskočili navedenom problemu, znanstvenici su upotrijebili kombinaciju magnezija s cinkom.
Kako bilo, ovakav pristup proizvodnji naprednih materijala, k tome stabilnih i pri visokim temperaturama, omogućit će proizvodnju otpornijih i laganijih aviona, svemirskih brodova i automobila, ali i zgrada, te medicinskih i ortopedskih pomagala.
Izvor: University of California – Los Angeles
