Ученые нашли способ собирать ультрапрочные металлические сплавы из отдельных наночастиц - «Технологии»

Ученые из Университета Брауна (США) разработали новый метод получения металлов с выдающимися прочностными характеристиками. Им удалось решить задачу по созданию идеального зерна металла и соединению таких зерен в единое целое без существенных затрат энергии. Речь идет, ни много ни мало, о новой технологии конструирования с использованием наночастиц.

В случае с металлами прочность сплава напрямую зависит от размера базового зерна и того, как они соединяются друг с другом. Чем меньше зерна и чем теснее они прилегают друг к другу, тем прочнее материал. Традиционные методы, такие как ковка или воздействие давлением, сжимают крупные рыхлые зерна, уплотняя структуру металла. Это грубое воздействие, при котором крайне трудно контролировать размер отдельных зерен.

Американские физики предложили пойти иным путем и начать с создания самих зерен в виде комплексов наночастиц из атомов разных металлов. В результате получаются своего рода «строительные блоки» с заданными размерами и формой. Их подвергают химической обработке, чтобы удалить с поверхности органические соединения-лиганды, и позволить зернам непосредственно контактировать друг с другом. При таких условиях достаточно относительно небольших температур и давления, чтобы зерна спекались в прочный сплав.

Для демонстрации технологии были изготовлены «монетки» из атомов золота, серебра и палладия, которые оказались вчетверо прочнее, чем аналогичные изделия из обычного металла. Кроме того, ученым удалось получить металлическое стекло только из одного компонента, собрав кристаллическую структуру из атомов палладия. Сейчас изобретатели изучают вопросы масштабирования своей технологии, чтобы применять ее для создания полноразмерных инструментов для промышленности.