Новый материал превзошел алмаз

Материал, прочность которого больше чем у алмаза, создали ученые из объединенного коллектива американских вузов — Вашингтонского университета в Пуллмане (Washington State University — Pullman), университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison) и немецкого университета Рура в Бохуме (Ruhr-Universität Bochum).

Исследователи смешали расплавленное олово, нагретое до 300 градусов по Цельсию, с крупицами титаната бария (BaTiO3) – керамического вещества, часто использующегося в электронике в качестве диэлектрического материала. Эти частицы были равномерно распределены в олове с помощью ультразвука.

После того как слитки из этого материала остыли, ученые провели ряд испытаний. Оказалось, что материал обладает очень высокой прочностью. В частности, при изучении реакции на изгибающую силу образцы оказались более прочными, чем алмаз. Так, при температуре в 58-59 градусов по Цельсию их прочность оказалась в 10 раз больше, чем у алмаза.

Марк Спиринг (Mark Spearing), профессор университета Саутгемптона (Southampton University), не принимавший участия в исследовании, посчитал эту работу очень интересной.

Причиной таких необычных свойств, по его словам, является титанат бария, ведь по мере охлаждения его кристаллическая структура меняется, и это приводит к увеличению объема. При этом в титанате бария постепенно возрастает механическое напряжение. При определенной температуре энергия этого напряжения может высвободиться и оказывать сопротивление изгибающей силе, определяемое через модуль Юнга.

Как говорит Спиринг, в этой работе ученые определили не истинный, а мнимый модуль Юнга, характерный только для одной температуры. Ученый уверен в том, что это значение должно быть постоянным в более широком температурном диапазоне.

И, тем не менее, Марк Спиринг полагает, что данное открытие может быть полезным при создании противоударных обшивок, которые будут иметь различные характеристики при разных условиях.

Свойства нового материала описаны в статье в журнале Science.

Мembrana