Zrakoplovi koji mijenjaju oblik ostaju koncept u znanstvenoj fantastici, dok su se znanstvenici borili da razviju materijal koji je i fleksibilan i dovoljno čvrst da izdrži uvjete letenja.
Istraživači su sada razvili super jaki elastični materijal Nitinol. Materijal je jak poput čelika, ali je 20 puta savitljiviji, a može se čak rastegnuti poput gume, što omogućuje njegovu upotrebu za izradu deformabilnih krila.
Relevantni rezultati istraživanja objavljeni su u novom broju časopisa Nature (DOI:10.1038/s41586-024-07900-4). Glavni autori su iz Nacionalnog instituta za znanost o materijalima (NIMS), Sveučilišta Xi 'an Jiaotong, Sveučilišta Sichuan, Lonji Green Energy i Pekinškog nacionalnog laboratorija za fiziku kondenzirane tvari, Instituta za fiziku Kineske akademije znanosti.
▲ Usporedba DS-STG legure s tipičnim metalnim legurama i organskim materijalima
Prethodne studije su utvrdile da Ti-Ni legure imaju neka iznimna svojstva, kao što je sposobnost istezanja do mnogo viših granica od ostalih metalnih legura, a da pritom zadrže svoj oblik nepromijenjenim; Kada se temperatura legure poveća, ona se može vratiti u svoj izvorni oblik. Problem je što je ovo svojstvo vrlo ograničeno temperaturom.
▲ DS-STG legura može pokazati ultra-visoku čvrstoću sličnu polimeru i izvrsnu otpornost na svojstva zamora od velike deformacije u širokom rasponu temperatura
Kao odgovor, profesor NIMS-a Ren Xiaoxun osmislio je "proceduru u tri koraka" koja omogućuje slitini Nitinol da pokaže ovo svojstvo u širem rasponu temperatura.
Prvo su istraživači deformirali i rastegnuli leguru za više od 50 posto. Zatim su ga zagrijali na 300 stupnjeva C, a onda opet ponovili. Treći put, legura bi se mogla produžiti za još 12 posto. Na kraju procesa, materijal može izdržati pritiske 18,000 puta veće od normalnog atmosferskog tlaka, ima dovoljno jaka svojstva usporediva s čelikom i može biti 20 puta fleksibilniji od uobičajeno korištenih legura.
▲ Ostvarite put termostrojne obrade u tri koraka DS-STG legure i mikrostrukturu uzorka nakon svakog koraka
Do sada su istraživači uspjeli postići da legura titana i nikla pokazuje ovo svojstvo u širokom rasponu od - 80 stupnjeva C do 80 stupnjeva C.
Legura pokazuje ta svojstva jer se ponaša više poput stakla nego metala, rekao je Ren za NewScientist. U leguri postoje područja u kojima su molekule raspoređene na takav način da mogu poduprijeti deformaciju materijala, a ne pucati, dok staklo nema takvih područja i stoga je krto.
Vrijedno je spomenuti da je metoda razvoja ovog materijala vrlo jednostavna, radni proces i rezultati se mogu ponoviti u drugim laboratorijima, a ovaj materijal je također pogodan za industrijsku proizvodnju velikih razmjera. Vjeruje se da će se daljnja istraživanja pojaviti u budućnosti.
