Нанометаллические чудеса
Как сообщает журнал «Applied Physics Letters», недавно появился необычайно твердый и стойкий материал, пригодный для практического применения в промышленности.
Он уступает по твердости только монокристаллическому алмазу. Его создала группа ученых из университетов Германии и Франции под руководством Натальи Дубровинской из Гейдельбергского университета. Твердость по Виккерсу монокристаллического алмаза составляет около 100 гигапаскалей. До сих пор самый твердый после алмаза материал показывал значение лишь в 40—50 гигапаскалей. Похоже, у изготовителей режущих инструментов и абразивных кругов появился новый суперматериал.
В Национальной лаборатории Лос-Аламос создано первое объемное металлическое стекло на основе чистого элементарного циркония. Его изобрели китайские ученые Чжиан Чжонг Чанг и Ю Шенг Чжао. Известный американский научный журнал «Nature» в связи с этим изобретением пишет: «Стекла BMG, созданные путем плавления и быстрого охлаждения металлических сплавов, привлекают особый интерес в последние 15 лет. Это связано с их высокой упругостью и эластичностью, пределом прочности, вязкостью и изотропной прочностью. До сих пор известные металлостекла состояли из трех и более составляющих элементов, не отличались высокой температурной стабильностью и фазовым разделением при высоких температурах. Новое циркониевое BMG демонстрирует замечательную термостабильность, оставаясь стекловидным при температурах около 1000°C и давлениях до 2,8 ГПа».
По сходному пути пошли и другие американские специалисты. Так, исследовательская лаборатория ВВС США и американская компания Surmet испытали новую броню на основе особой прозрачной керамики, над которой упорно работали последние годы. Новый материал выходит на рынок под торговой маркой ALON. Это поликристаллическая, совершенно прозрачная керамика с зернами размером от 80 до 250 микронов. По внешнему виду пластина из ALON напоминает сапфир.
На недавних испытаниях прозрачный стеклопакет, набранный из нескольких слоев ALON, стекла и полимера, прекрасно выдерживал несколько последовательных попаданий бронебойных винтовочных пуль калибра 7,62 мм. При этом данный пакет имел вполовину меньший вес, чем традиционное пуленепробиваемое стекло с аналогичными останавливающими свойствами. Предположительно ALON может найти применение и в мирных областях: к примеру, из него можно делать необычайно стойкие к истиранию окна для сканеров штрихкодов в супермаркетах. Единственное, что сдерживает массовое внедрение ALON, — он в 3—5 раз дороже традиционного пулестойкого стекла. Кроме того, большие инвестиции требуются для постройки печей, в которых материал можно получать в промышленных масштабах. Однако там, где низкий вес и высокая прочность важнее стоимости продукта, ALON может оказаться незаменимым.
Еще одним инновационным изделием стала полученная недавно наноткань. Профессор Рэй Бауман и его коллеги из университета Техаса отрапортовали о разработке углеродной наноткани, которую можно выпускать в промышленных масштабах. Эта прозрачная ткань толщиной в пару углеродных нанотрубок (несколько десятков атомов) имеет чрезвычайно высокую проводимость, гибкость и может послужить основой для эффективных органических светодиодов и фотогальванических панелей. Такие характеристики обещают новинке массу областей применения как на Земле, так и в космосе (солнечные паруса, космический лифт и многое другое). Углеродная прозрачная наноткань хорошо поглощает микроволновые лучи, нагреваясь при этом. Это предполагает возможность сварки таких листов без шва и применение новой ткани для обогрева автомобильных стекол.
По материалам сайтов membrana.ru, klerk.ru, изданий «Nanotechnology and Classification», «Materials Today», «Materials Science and Tecnology».
