opći

Metoda za proizvodnju teških metala bez ugrožavanja njihove električne vodljivosti

Svi metali imaju strukturne nedostatke kojiu konačnici utječu na njihovu snagu - što je više oštećenja metala to je mekši ili lomljiviji. Da bi riješili taj problem, znanstvenici stvaraju nove metalne legure. Ovaj pristup omogućuje dobivanje trajnijih metalnih spojeva, ali istodobno dovodi do gubitka njihove vodljivosti. A to zauzvrat ograničava mogućnost korištenja novih legura u raznim zadacima. Najnovije otkriće američkih znanstvenika nudi rješenje ovog pitanja. Otkriće je objavljeno u članku objavljenom u časopisu Nature Materials.

Komad nove legure srebra u rukama suautora studije Frederic Sanzose

Električna vodljivost - svojstvo materijala da provodi električnu struju. Vrlo je važno u proizvodnji razne elektronike.

Autori otkrića bili su istraživači izSveučilište u Vermontu, koji su razvili mehanizam za proizvodnju novih legura, koji čine metale mnogo jačim, ali istovremeno održavaju električnu vodljivost.

Kako stvoriti izdržljiv i električno provodljiv metal

Rješenje problema bilo je iznenađujuće lijepojednostavan. Na primjer, znanstvenici su na nanorazmjeri pomiješali trag (drugim riječima, vrlo beznačajno) količinu bakra sa srebrom i kao rezultat toga uspjeli su dobiti najtrajniju leguru srebra - on je 42 posto jači od bilo koje postojeće legure srebra danas. Ali to nije najvažnije. Glavna stvar je da srebro, postajući jačim, nije izgubilo svojstvo električne vodljivosti. Podsjetimo da samo srebro ima najveću električnu vodljivost među metalima.

Model atomske strukture zrna (čestica) srebra isprepletenih bakrom (označen zelenom bojom) koji ispunjava nedostatke metala

Zahvaljujući novoj metodi proizvodnje, znanstveniciuspio savladati takozvanu teorijsku granicu Hall-Petcha, koja se održavala zadnjih 70 godina. Također se naziva i Hall-Petch-ovim zakonom. Prema ovom ograničenju, što manje zrna (čestica) metala postaje, to je jača struktura tvari. Međutim, postoji određeno ograničenje. Kad metalna zrna postanu premala - nekoliko nanometara - granice tih zrna postaju nestabilne, počinju se pomicati i deformirati, što dovodi do činjenice da metal opet "omekšava".

Također zanimljivo: Znanstvenici su otkrili metal za stvaranje elektronike budućnosti

Znanstvenici su tu granicu prevladali stvarajućišto oni nazivaju "nanokristalni nanotonirani metal." Budući da su atomi bakra nešto manje veličine od atoma srebra, oni mogu probiti strukturne nedostatke na granicama zrna srebra. Time se sprječava kretanje oštećenja u strukturi, što metal čini jačim. Istodobno, bakrene čestice ne stvaraju probleme za kretanje elektrona kroz srebro, dopuštajući metalu da održi svoju električnu vodljivost.

Ovo je nova klasa materijala i tek počinjemo razumijevati kako djeluju “, komentira Frederic Sanzos.

Prema istraživačima, novi pristup uproizvodnja legura može se primijeniti ne samo na srebro, već i na druge metale. Što se tiče područja primjene, nova se metoda jednog dana može učinkovito primijeniti, na primjer, u proizvodnji učinkovitijih solarnih panela, lakših trupaca za zrakoplove, pa čak i u izgradnji pouzdanijih nuklearnih elektrana. Čini se da to nisu jedini slučajevi upotrebe. Ako naši čitatelji imaju svoje ideje, možete ih izraziti u našem Telegram chatu.