Letala, ki spreminjajo obliko, ostajajo koncept v znanstveni fantastiki, saj so se znanstveniki trudili razviti material, ki je hkrati prožen in dovolj močan, da prenese pogoje letenja.
Raziskovalci so zdaj razvili super močan elastičen material Nitinol. Material je močan kot jeklo, vendar je 20-krat bolj upogljiv in se lahko celo raztegne kot guma, kar omogoča uporabo za izdelavo deformabilnih kril.
Ustrezni rezultati raziskave so bili objavljeni v novi številki Nature (DOI:10.1038/s41586-024-07900-4). Glavni avtorji so z Nacionalnega inštituta za znanost o materialih (NIMS), Univerze Xi 'an Jiaotong, Univerze Sichuan, Lonji Green Energy in Pekinškega nacionalnega laboratorija za fiziko kondenziranih snovi, Inštituta za fiziko Kitajske akademije znanosti.
▲ Primerjava zlitine DS-STG s tipičnimi kovinskimi zlitinami in organskimi materiali
Prejšnje študije so pokazale, da imajo zlitine Ti-Ni nekaj izjemnih lastnosti, na primer sposobnost raztezanja do meja, ki so veliko višje od drugih kovinskih zlitin, medtem ko ohranjajo svojo obliko nespremenjeno; Ko se temperatura zlitine poveča, se lahko vrne v prvotno obliko. Težava je v tem, da je ta lastnost zelo omejena na temperaturo.
▲ Zlitina DS-STG lahko kaže polimeru podobno ultra visoko trdnost in odlično odpornost proti utrujenosti pri visokih deformacijah v širokem razponu temperatur
Kot odgovor je profesor NIMS Ren Xiaoxun zasnoval "postopek v treh korakih", ki omogoča, da zlitina Nitinol pokaže to lastnost v širšem razponu temperatur.
Najprej so raziskovalci deformirali in raztegnili zlitino za več kot 50 odstotkov. Nato so ga segreli na 300 stopinj C in nato spet ponovili. Tretjič bi lahko zlitino podaljšali še za 12 odstotkov. Ob koncu procesa lahko material prenese pritiske, ki so 18,000-krat višji od običajnega atmosferskega tlaka, ima dovolj močne lastnosti, primerljive z jeklom, in je lahko 20-krat bolj prožen od običajno uporabljenih zlitin.
▲ Uresničite tristopenjsko termoobdelovalno pot zlitine DS-STG in mikrostrukturo vzorca po vsakem koraku
Doslej je raziskovalcem uspelo doseči, da zlitina titana in niklja kaže to lastnost v širokem razponu od -80 stopinj C do 80 stopinj C.
Zlitina kaže te lastnosti, ker se obnaša bolj kot steklo kot kovina, je Ren povedal za NewScientist. V zlitini obstajajo območja, kjer so molekule razporejene tako, da lahko podpirajo deformacijo materiala, namesto da bi se zlomile, medtem ko steklo nima takih območij in je zato krhko.
Omeniti velja, da ker je metoda razvoja tega materiala zelo enostavna, se postopek delovanja in rezultati lahko ponovijo v drugih laboratorijih, ta material pa je primeren tudi za industrijsko proizvodnjo v velikem obsegu. Verjame se, da se bodo v prihodnosti pojavile nadaljnje raziskave.
