O realizare majoră în domeniul științei: O echipă de cercetători a reușit să dezvolte un aliaj de cupru extrem de rezistent, având un potențial revoluționar pentru industrie și apărare.
Într-un avans remarcabil în știința materialelor, o echipă internațională de specialiști a creat un nou aliaj bazat pe cupru, care se remarcă printr-o combinație inovatoare de rezistență mecanică excepțională, stabilitate la temperaturi extreme și o conductivitate electrică superioară. Pentru prima dată, oamenii de știință au realizat, la scară nanometrică, o structură compusă din cupru, tantal și litiu, capabilă să concureze — și chiar să depășească — performanțele superaliajelor tradiționale pe bază de nichel. Această descoperire a fost recent publicată în prestigioasa revistă științifică Science.
▌O descoperire capabilă să schimbe regulile jocului
„Este o descoperire de vârf: am realizat un material care îmbină conductivitatea excelentă a cuprului cu durabilitatea și rezistența caracteristică superaliajelor pe bază de nichel”, a declarat Martin Harmer, profesor de inginerie la Universitatea Lehigh din Statele Unite, unul dintre coordonatorii studiului.
În prezent, industriile care operează în condiții extreme — precum turbinele cu gaz sau echipamentele de procesare chimică — se bazează în mare măsură pe superaliaje din nichel, datorită rezistenței lor la temperaturi ridicate și coroziune. Totuși, aceste materiale prezintă o vulnerabilitate semnificativă: conductivitatea electrică scăzută, care le limitează utilizarea în aplicații de vârf, precum motoarele hibride sau instalațiile de energie regenerabilă.
Pentru a aborda aceste dezavantaje, echipa de cercetători a conceput un sistem nanostructurat ingenios. În noul aliaj, particulele de cupru-litiu sunt încapsulate între straturi bogate în tantal — un element cunoscut pentru stabilitatea sa excepțională la coroziune și temperaturi extreme. Prin adăugarea unei cantități mici de litiu, particulele sunt stabilizate în formă de cuburi, conferind aliajului o durabilitate mecanică și termică remarcabilă.
▌Performanțe extraordinare: mai rezistent decât oțelul
Teste structurale și mecanice efectuate de cercetători au demonstrat că noul aliaj nu doar că depășește superaliajele tradiționale din punct de vedere al conductivității electrice, dar rezistă și la temperaturi de până la 800° Celsius. În plus, materialul a suportat o presiune imensă de 1.120 de megapascali la temperatura camerei — cu peste 50% mai mult decât presiunea maximă de rezistență a oțelului convențional.
Profesorul Kiran Solanki de la Arizona State University, coautor al studiului, a explicat printr-o analogie sugestivă: „La fel cum căutăm în celule semnăturile mutațiilor care pot provoca cancer, materialele au o semnătură structurală unică sub stres, radiații sau temperaturi ridicate. În acest caz, combinația dintre cupru, litiu și straturile stabile de tantal transformă fundamental această semnătură, fortificând materialul în condiții extreme.”
▌Aplicații industriale și militare inovatoare
D datorită proprietăților sale ieșite din comun, noul aliaj dispune de un potențial impresionant pentru numeroase aplicații. Industria aerospațială, fabricarea motoarelor hipersonice, sistemele de propulsie pentru navete spațiale, dar și produsele electronice de înaltă performanță ar putea beneficia semnificativ de utilizarea acestui material.
„Acest aliaj oferă baze solide pentru industria și domeniul militar în dezvoltarea tehnologiilor de vârf destinate, de exemplu, vehiculelor hipersonice sau motoarelor de turbină de înaltă performanță,” a conchis Martin Harmer.
Pentru aplicațiile din domeniul apărării,
