Proveržis medžiagų srityje: atrastas būdas kaip ženkliai pagerinti metalų savybes

Devynioliktojo amžiaus viduryje aliuminis buvo vienu brangiausių metalų Žemėje, nors planetos plutoje visada slypėjo didžiuliai jo klodai. Tokia aliuminio kaina buvo susidariusi dėl labai brangaus proceso, kurio reikėjo, kad aliuminio oksido rūda pavirstų lengvu ir patvariu metalu, kurį visi žino šiandien. XIX a. pabaigoje buvo atrastas Hallo ir Heroulto procesas, leidžiantis pigiai gaminti aliuminį – nuo tada šis metalas tapo tokiu populiariu, kad sunku būtų rasti namus, kuriuose nėra nė vieno aliumininio daikto.

Tas pat Hall ir Heroulto metalo gamybos procesas padėjo paprastai ir pigiai gaminti dar lengvesnį už aliuminį metalą – magnį. Dėl savo svorio magnis galėtų padaryti tikrą revoliuciją transporto bei statybų pramonėje – juk lengvesnės konstrukcijos leistų kurti taupesnes transporto priemones bei statyti aukštesnius ir tvirtesnius pastatus. Deja, jis yra minkštesnis už aliuminį. Ir nors lydiniuose su kitais metalais jis įgauna reikalingas savybes, šie gamybos procesai yra brangesni, todėl magnis vis dar naudojamas keliasdešimt kartų rečiau nei aliuminis.

Tačiau mokslininkai nesudeda ginklų ir ieško naujų būdų, leisiančių magniui suteikti reikalingą tvirtumą, ypač turint omenyje, kad magnio klodai Žemės plutoje yra dar gausesni nei aliuminio. Panašu, kad Kalifornijos universiteto mokslininkams pavyko pasiekti proveržį. Jų pagamintas magnio, cinko ir ypač kietos keraminės medžiagos silicio karbido lydinys turi puikias fizikines savybes, prilygstančias ir netgi viršijančias aliuminio.

Naujasis lydinys yra kietas, tvirtas, plastiškas ir stabilus aukštoje temperatūroje. Kalifornijos universiteto tyrėjams pasiekti šį tikslą nebuvo lengva – pirmiausiai mokslininkai silicio karbidą pavertė mažesnėmis nei 100 nanometrų skersmens nanodalelėmis ir jas įmaišė į magnio ir cinko lydinį. Tada jie panaudojo specialų procesą, kurio metu metalas buvo sukamas ir veikiamas aukštu slėgiu, kas dar labiau pagerino naujojo lydinio savybes. Be to, mokslininkai spėja, kad toks silicio karbido dalelių panaudojimas gaminant lydinius turėtų pagerinti ir kitų metalų savybes. Tai reiškia, kad artimiausiais metais pramonėje bus pradėti naudoti anksčiau netinkamais tvirtoms konstrukcijoms laikyti metalų lydiniai.