В научном мире произошло знаковое событие: в лаборатории профессора Ральфа Буша был создан материал, способный совершить переворот в промышленности. Речь идёт о металлических стёклах — уникальных субстанциях, которые в перспективе могут вытеснить привычные пластики и металлы из многих сфер применения. Учёные называют этот материал одним из главных открытий XXI века.
Что такое металлическое стекло и как его создают?
Металлические стёкла получают с помощью специальных технологий, таких как напыление или сверхбыстрое охлаждение расплавленного металла. Ключевая особенность процесса заключается в том, что материал переходит из жидкого состояния в твёрдое настолько стремительно, что атомы просто не успевают выстроиться в упорядоченную кристаллическую решётку, характерную для обычных металлов. Вместо этого образуется аморфная, «стекловидная» структура. Именно это придаёт материалу его исключительные свойства: невероятную прочность, лёгкость, упругость и почти абсолютную устойчивость к коррозии.
Долгий путь от лаборатории к практике
Хотя металлические стёкла были синтезированы около четырёх десятилетий назад, долгое время они считались бесперспективными. Проблема заключалась в технологии: материал можно было изготовить лишь в виде тонких и хрупких лент, что сильно ограничивало его применение. Однако за последние 10 лет ситуация кардинально изменилась. Благодаря работе исследователей, включая команду Ральфа Буша, были разработаны новые многокомпонентные сплавы на основе циркония, титана, меди, никеля и бериллия. Эти составы позволили создавать объёмные металлические стёкла — массивные и прочные изделия сложной формы.
Обратите внимание: Смертельное генетическое заболевание удалось излечить. Пока, только у мышей.
Превосходство над традиционными материалами
Главное преимущество металлических стёкол кроется в их безупречной внутренней структуре. В отличие от обычных металлов и сплавов, в их кристаллической решётке всегда присутствуют дефекты, которые ослабляют материал. В аморфной структуре металлического стекла таких изъянов просто не существует. Благодаря этому материал демонстрирует феноменальные характеристики:
- Его прочность вдвое превышает показатели лучших титановых сплавов и высококачественной стали.
- Он обладает выдающейся упругостью и способен выдерживать огромные деформации, не разрушаясь.
- По коррозионной стойкости некоторые виды металлических стёкол превосходят даже нержавеющую сталь.
Наглядным примером служит показатель динамической упругости: у нержавеющей стали он составляет всего 0.2 ГПа, у сверхтвёрдого карбида вольфрама (используемого в бронебойных снарядах) — 4.5 ГПа, а у нового материала — целых 12 ГПа.
Будущее уже наступает: первые применения
Инновационный материал уже находит своё применение в высокотехнологичных отраслях. Например, компания «Spyros Panopoulos» планирует использовать металлическое стекло для создания крыши своего гиперкара, способного разгоняться до 500 км/ч. Но это лишь начало. В перспективе нас ждёт появление:
- Бритвенных лезвий, сохраняющих остроту в течение года и более.
- Практически неразрушимых корпусов для смартфонов и другой электроники.
- Сверхпрочных лобовых стёкол и фар для автомобилей.
Трудности и перспективы
Основным препятствием на пути массового внедрения металлических стёкол остаётся их высокая стоимость, обусловленная дорогими исходными компонентами. Однако учёные активно работают над решением этой проблемы, экспериментируя с созданием сплавов на основе более доступного железа. Профессор Ральф Буш настроен оптимистично и проводит историческую параллель: когда-то алюминий и пластик тоже казались дорогими диковинками, а сегодня они окружают нас повсеместно. Металлическому стеклу, возможно, просто нужно время, чтобы завоевать мир.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Металлическое стекло - материал к которому мы еще не готовы.