Как что-то из научной фантастики — подумайте о роботе-убийце из жидкометаллического человека (T-1000) из фильмов о Терминаторе — эти материалы ведут себя больше как стекло или пластик, чем металл.Хотя они все еще являются металлами, при нагревании они становятся такими же пластичными, как жевательная резинка, и их можно легко формовать или выдувать, как стекло. Кроме того, они в среднем в три раза прочнее и тверже, чем обычные металлы, и являются одними из самых твердых материалов из известных.
«Они были названы наиболее значительным достижением в области материаловедения с момента открытия пластмасс более 50 лет назад», — говорит автор исследования доктор Кевин Лоуз из UNSW Australia в Сиднее.Большинство металлов в твердом состоянии являются кристаллическими, а их атомы расположены высокоорганизованным и регулярным образом. Однако сплавы металлического стекла имеют сильно разупорядоченную структуру с нерегулярным расположением атомов.«Существует много типов металлического стекла, самые популярные из которых основаны на цирконии, палладии, магнии, титане или меди.
Но до сих пор для обнаружения составов сплавов, из которых состоят эти материалы, требовался длительный процесс проб и ошибок в лаборатории, "говорит доктор Лоуз.В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, доктор Лоус и его коллеги описывают уникальную новую модель атомной структуры металлического стекла, которая позволяет ученым предсказывать комбинации металлов, которые будут обладать стеклообразующей способностью.Они использовали свою модель для успешного прогнозирования более 200 новых сплавов металлического стекла на основе магния, серебра, меди, цинка и титана за последние несколько лет.
«С нашим новым руководством по эксплуатации мы можем начать создавать множество новых полезных типов металлического стекла и начать понимать атомные основы, лежащие в основе их исключительных свойств. Мы также сможем разработать эти материалы в атомном масштабе, чтобы они обладали особыми свойствами, которые мы хочу ", — говорит доктор Лоуз.
«Металлические стеклянные сплавы дороги в производстве и на сегодняшний день используются только в нишевых продуктах, таких как выталкивающие стержни для iPhone, пружины для дорогих часов с ручным заводом, испытательные медицинские имплантаты, теннисные ракетки и клюшки для гольфа. для использования в следующем марсоходе.«Но если их станет проще и дешевле производить, их можно будет широко использовать во многих сферах, включая исключительно прочные компоненты в личных электронных устройствах, космических аппаратах и в качестве материалов для хранения водорода в батареях следующего поколения».
В исследовательскую группу входят доктор Лоус и профессор Майкл Ферри из Школы материаловедения и инженерии UNSW, а также доктор Дэниел Миракл из Исследовательской лаборатории ВВС, Управление материалов и производства США.