Chinezii susțin că au creat aurul mai rezistent

Oamenii de știință chinezi au dezvăluit o nouă metodă prin care pot produce aur mai rezistent și mai ușor.

Această abordare inovatoare, dezvoltată de cercetătorii de la Laboratorul Național de Științe ale Materialelor din Shenyang, implică formarea de pori uniformi și mici în metalul solid.

Implicațiile acestei cercetări ar putea avea un impact semnificativ asupra industriilor aerospațiale, auto și de electronice de consum, unde există o nevoie stringentă de materiale care să fie atât rezistente, cât și ușoare. În mod tradițional, tehnicile de prelucrare a metalelor, precum turnarea, sudura și imprimarea 3D, sunt concepute pentru a elimina bulele interne din metale, deoarece acestea sunt considerate în general defecte majore ale materialului.

Inginerii au evitat întotdeauna aceste goluri din cauza efectelor lor dăunătoare. Bulele interne pot compromite rezistența metalului, reduce durabilitatea la îmbinări și afecta finisajul suprafeței, explică Interesting Engineering.

Cum au creat cercetătorii chinezi aur mai rezistent?

Cu toate acestea, echipa de cercetători condusă de Jin Haijun, de la Academia Chineză de Științe (CAS), a schimbat această perspectivă. În loc să elimine aceste goluri, aceștia au rafinat dimensiunea lor și au reglementat forma și distribuția acestora pentru a produce un aur mai rezistent.

Cercetătorii au descoperit că această abordare atenuează efectele negative ale bulelor și poate aduce chiar beneficii neașteptate.

„Aceasta sugerează o modalitate atrăgătoare de a manipula proprietățile solidelor”, a declarat Brent Grocholski, editor senior la revista Science, conform South China Morning Post.

Cercetarea subliniază modul în care perspectiva tradițională asupra bulelor ca defecte poate fi reconsiderată pentru a debloca noi capacități ale materialelor. Echipa a folosit aurul ca material model pentru a-și dezvolta tehnica, creând aur poros uniform structurat printr-un proces de corodare prin desfacerea aliajului. Prin comprimarea și apoi recoacerea metalului (încălzirea și răcirea acestuia), cercetătorii au generat un nou material cu nanopori dispersați, mai mici de 100 de nanometri.

Testele au arătat că adăugarea de nanopori la o fracție de volum de 5-10% a dus la o creștere a rezistenței aurului cu 50-100%. Acest material îmbunătățit poate suporta sarcini mai mari păstrând în același timp o bună plasticitate. În unele cazuri, plasticitatea chiar a depășit-o pe cea a aurului dens de aceeași dimensiune.

Tehnica ar putea fi aplicată și pe alte metale

„Această îmbunătățire i se datorează faptului că nanoporii dispersați ajută la atenuarea concentrațiilor de tensiune și de deformație în jurul golurilor, inhibând astfel inițierea fisurilor”, a explicat Jin Haijun.

„Suprafața specifică mare a materialului facilitează interacțiunile dintre suprafață și dislocații, ceea ce sporește rezistența și ratele de întărire prin deformație, aceasta din urmă contribuind la îmbunătățirea plasticității”, a adăugat Jin. Poziționarea strategică a acestor nanopori ajută la echilibrarea rezistenței și ductilității materialului.

Abordarea subtractivă este în contrast cu metodele tradiționale care îmbunătățesc rezistența prin adăugarea de elemente de aliaj mai ușoare, cum ar fi aluminiul sau litiul. Noua metodă oferă o strategie ecologică și rentabilă pentru îmbunătățirea metalului fără a adăuga greutate sau poluare. Nanovidurile dispersate reduc densitatea aurului pur cu mai mult de 10%, contribuind la greutatea scăzută și la reciclabilitatea acestuia.

Această abordare inovatoare păstrează proprietățile fizice și chimice esențiale ale aurului, inclusiv conductivitatea termică și electrică și rezistența la coroziune.

„De exemplu, aurul cu nanoviduri poate fi utilizat ca material pentru conectori sau contacte în electronice. Această strategie de întărire le-ar putea fi aplicată și altor metale și aliaje inginerești, atâta timp cât nanovidurile pot fi integrate eficient în material, cu aplicații potențiale în mai multe domenii”, a concluzionat Jin.

Rezultatele au fost publicate în revista Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Inteligența Artificială poate crea hărți pe baza unui text

Revoluție în electronică: cercetătorii au anunțat o descoperire remarcabilă!

Umbrele se pot „mișca” mai rapid decât lumina. Sau nu?

O formă rară de materie cuantică a fost creată, în premieră, cu ajutorul moleculelor