Самый долговечный сплав

22.08.2018

Инженеры и ученые-материаловеды из Национальной лаборатории Сандиа создали сплав, который, как они утверждают, является самым долговечным среди всех известных металлических сплавов искусственного и естественного происхождения. Состоящий из золота и платины в определенных пропорциях новый сплав в 100 раз превосходит по износостойкости прочную высококачественную сталь. Более того, этот сплав сам является источником твердой смазки, которую, при нормальных условиях, получить можно лишь трудным и дорогостоящим способом.

Новый сплав состоит из приблизительно 90 процентов платины и 10 процентов золота. Для демонстрации долговечности этого материала специалисты лаборатории Сандиа приводят красочный пример. Допустим, если у кого-то хватит средств для того, чтобы "обуть" автомобиль в колеса из нового сплава, то такие колеса, пройдя путь в 1 милю (1,6 километра) потеряют всего один слой атомов со своей поверхности. Другими словами, ресурса таких колес хватит, чтобы обогнуть весь земной шар по экватору около 500 раз.

Интересен тот факт, что сплавы золота и платины уже очень давно не являются чем-то новым, но никому ранее не приходило в голову оценить долговечность таких материалов. Обычно материаловеды отдают предпочтения более прочным и твердым металлическим сплавам, которые очень широко используются в промышленности. Новый сплав не отличается высокой твердостью, однако, он обладает высокой теплопроводностью и другими характеристиками, которые позволяют ему сопротивляться разрушающему воздействию сил трения.

Состав нового сплава был изначально разработан при помощи сложного компьютерного моделирования. Это моделирование производилось на атомарном уровне, что позволило выяснить, как положение и поведение отдельных атомов отражается на конечных свойствах материала в целом. Такой подход позволит в будущем разработать материалы, имеющие набор заранее заданных свойств, после чего можно изготовить образцы таких материалов и проверить их соответствие в условиях реального мира.

Во время экспериментов с новым сплавом исследователи заметили, что на поверхности материала постоянно формируется тонкая пленка черного цвета. Материал этой пленки оказался углеродом со структурой, близкой к структуре алмаза, а образовалась эта пленка, играющая роль эффективной твердой смазки, за счет углерода, поступающего из окружающей среды.

Наличие твердой углеродной смазки увеличивает долговечность нового сплава во много раз. Более того, теперь этот сплав можно использовать именно для производства твердой смазки, которая обычно производится при помощи весьма дорогостоящего процесса, вовлекающего использование герметичных вакуумных камер, высокотемпературного нагрева и специфических химических реактивов.

<< Назад: Куртка из графена 23.08.2018

>> Вперед: Мягкая электроника стала многослойной 22.08.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Создан самый легкий материал для экранирования электромагнитных волн 07.07.2020 Электродвигатели и электронные устройства генерируют электромагнитные поля, которые иногда необходимо экранировать, чтобы не влиять на соседние электронные компоненты или передачу сигналов. Высокочастотные электромагнитные поля могут быть защищены только проводящими оболочками, закрытых со всех сторон. Часто для этой цели используются тонкие металлические листы или металлизированная фольга. Однако для многих применений такой экран слишком тяжелый или слишком плохо адаптируемый к заданной геометрии. Идеальным решением будет легкий, гибкий и долговечный материал с чрезвычайно высокой эффективностью экранирования. Прорыв в этой области был достигнут исследовательской группой во главе с Чжихуэй Цзеном и Густавом Нистремом. Специалисты использовали нановолокна из целлюлозы в качестве основы для аэрогеля, являющегося легким, высокопористым материалом. Волокна целлюлозы получают из древесины и благодаря своей химической структуре обеспечивают широкий спектр химических модификаций, поэтому они стали очень популярным объектом исследования. Важнейшим фактором при обработке и модификации этих целлюлозных нановолокон является способность производить микроструктуры определенным образом и интерпретировать достигнутые эффекты. Ученым удалось изготовить композицию из целлюлозных нановолокон и серебряных нанонитей и тем самым создать сверхлегкие тонкие структуры, обеспечивающие превосходную защиту от электромагнитного излучения. Эффект материала впечатляет: при плотности всего 1,7 миллиграмма на кубический сантиметр аэрогель из армированной серебром целлюлозы обеспечивает экранирование более 40 дБ в диапазоне частот радиолокационного излучения высокого разрешения (от 8 до 12 ГГц), другими словами: практически все излучение в этом диапазоне частот перехватывается материалом. Не только правильный состав целлюлозных и серебряных проволок является решающим для экранирующего эффекта, но и структура пор материала. Внутри пор электромагнитные поля отражаются назад и вперед и дополнительно вызывают электромагнитные поля в композиционном материале, которые нейтрализуют существующее поле. Чтобы создать поры оптимального размера и формы, исследователи размещают материал в предварительно охлажденные формы и позволяют ему медленно вымерзать. Рост кристаллов льда создает оптимальную структуру пор для демпфирования полей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025