Naukowcy stworzyli metale cztery razy twardsze niż naturalne struktury

Jedną z podstawowych zasad metalurgii jest fakt, że mniejsze ziarna czynią metale twardszymi. Ale jak dokładnie można uzyskać małe ziarna?

Grupa naukowców z Uniwersytetu Browna opracowała metodę rozbijania pojedynczych metalowych nanoklastrów, która prowadzi do uzyskania metali nawet cztery razy twardszych niż naturalnie występujące struktury. Nowa metoda różni się znacznie od konwencjonalnych technik hartowania.

- Metody hartowania zmieniają strukturę ziarna, choć bardzo ciężko jest kontrolować ich wielkość. To, co zrobiliśmy, to stworzenie nanocząsteczkowych bloków konstrukcyjnych, które łączą się ze sobą, gdy je ściśniemy. W ten sposób możemy uzyskać jednolite rozmiary ziaren, które mogą być precyzyjnie dostrojone w celu uzyskania lepszych właściwości - powiedział Ou Chen, adiunkt chemii na Uniwersytecie Browna i główny autor badań.

W nowych badaniach, naukowcy użyli nanocząstki złota, srebra, palladu i innych metali. Następnie chemicznie pozbawili je organicznych cząsteczek zwanych ligandami, które generalnie zapobiegają tworzeniu się wiązań metal-metal pomiędzy cząsteczkami. Następnie klastry były w stanie połączyć się ze sobą przy pomocy przyłożenia niewielkiej siły.

Okazało się, że nowe metalowe monety wykonane tą techniką mają przewodnictwo elektryczne i współczynnik odbicia światła praktycznie identyczne jak standardowe metale, ale ich właściwości optyczne uległy drastycznej zmianie.

Naukowcy szukają teraz możliwości zastosowania tej techniki do produktów komercyjnych, ponieważ obróbka chemiczna jest stosunkowo prosta do wykonania. Chen obecnie opatentował tę technikę i widzi w niej wielki potencjał zarówno dla przemysłu, jak i dla społeczności naukowej.