Teadlased avastasid maailma tugevaima sulami - tuleb vaid kroom, koobalt ja nikkel kokku panna

Sellise seadmega mõõdeti maailma tugevaimat materjali. Foto: Dong Liu et al

Värskes uuringus andsid USA Berkeley riikliku labori ja Oak Ridge´i riikliku labori teadlased teada Maa kõige kõvemast materjalist. Kroomist, koobaltist ja niklist valmistatud sulami (CrCoNi) testimisel mõõdeti kõigist seni teadaolevatest materjalidest kõige suurem vastupidavus.

Uuritud materjal pole mitte ainult uskumatult tugev ja samas ka plastiline, vaid muutub jahtudes veelgi tugevamaks.

Muudest metallisulamitest eristab CrCoNi materjali veel see, et sulami komponente on vaja võrdses koguses. Tavaliselt kipuvad metallisulamid olema ühest ainest, millele on lisatud väiksemas kogustes teisi, omadusi parandavaid lisandeid.

Avastatud materjali sitkus vedela heeliumi temperatuuril ehk ligi -253 kraadi juures on kuni 500 megapaskalit ruutmeetri kohta ehk ligi viis korda tugevam, kui seni teadaolevatel tugevamatel sulamitel. Räni tõmbetugevus on näiteks üks, parimate teraste puhul aga ligi 100.

Tugevuse põhjuseks on materjali kristallistruktuur, mis kuubikujulise paigutuse asemel liigub hoopis kuusnurksesse formatsiooni, millega CrCoNi aatomid peavad väga hästi vastu erinevate jõudude rakendamisele.

Selline struktuur tagab, et kuigi aine jätkab deformeerumist, ei katke sulam ka jõududega, mille puhul enamus teisi materjale pingest purunevad. Tõmmates ülitugevat sulamit, rakendub selle sisemuses kõigepealt esimene mehhanism, siis teine, seejärel kolmas ja neljas ning need ei lase materjalil katkeda.

Sulami käitumist uuriti elektronmikroskoobiga ja saadi teada, kuidas õnnestub lihtsalt sellisel materjalil, mida pole kuidagi nanotehnoloogiliselt töödeldud, nii tugev olla.