Nejprve si vědci vyvinuli novou slitinu mědi, která je jedním z nejodolnějších materiálů na bázi mědi, jaké kdy byly vyrobeny.
Nová slitina, směs mědi, tantalu a lithia, byla postavena na nanoscalech, aby odolala extrémních teplotách a kmenů a mohla mít zásadní aplikace pro letecký, obranu a průmysl. Vědci zveřejnili svá zjištění 27. března v časopise Věda.
„Jedná se o špičkovou vědu, která vyvíjí nový materiál, který jedinečně kombinuje vynikající vodivost mědi se silou a trvanlivost na rozsahu superaloy na bázi niklu,“ spoluautor studie Martin HarmerEmeritní profesor inženýrství na Lehigh University v Betlémě v Pensylvánii, řekl v prohlášení.
V současné době jsou nejběžnějšími materiály používanými ve vysoce stresových prostředích, jako jsou motory s plynovou turbínou a chemické zpracovatelské zařízení, na bázi niklu, které jsou silné, odolné vůči korozi a vydrží vysoké teploty.
Související: Vědci objevují revoluční metodu, která vyrábí palivo z vody a slunečního světla – ale zatím to není dokončeno
Tyto slitiny však nedosahují jejich elektrické vodivosti a omezují některé z jejich potenciálních aplikací. K vyřešení tohoto problému vědci sendvičovali měď-lithium sraženiny mezi dvěma vrstvami bohatými na tantalum, což je prvek, který je vysoce odolný vůči korozi.
Tým poté látku zdokonalil dále tím, že přidal malé množství lithia, aby změnil strukturu sraženin na stabilní kváje, posílil sílu slitiny a tepelnou odolnost
„Když se podíváme do našeho těla, snažíme se hledat otisky prstů mutace buněk pro rakovinu,“ spoluautor studie Kiran Solankiprofesor inženýrství na Arizonské státní univerzitě, řekl v prohlášení. „Podobně mají strukturální materiály jedinečný otisk prstu, když jsou vystaveny jakékoli události, jako je záření nebo teplo. A v tomto případě, s sraženinou měděné lithium se stabilní dvojvrstvou TA (Tantalum) je, když můžeme změnit otisky prstů na vysokou teplotu pro selhání.“
Výsledný materiál má působivou kombinaci vlastností. Spolu s elektrickou vodivostí může pracovat při teplotách až do 1 472 stupňů Fahrenheita (800 stupňů Celsia) a vydrží maximální napětí 1120 megapascal při pokojové teplotě – více než jeden a půlkrát maximální tlak, který ocel vydrží.
Tyto vlastnosti znamenají, že by to mohlo být použity různými způsoby, uvedli vědci.
„Poskytuje průmyslu a armádě základ pro vytváření nových materiálů pro hypersoniku a vysoce výkonné turbínové motory,“ řekl Harmer.
