Scienziati dello Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech), Istituto di Chimica e Meccanochimica dello Stato Solido (ISSC SB RAS), La Pirogov Medical University e la Yerevan State University hanno previsto nuovi composti ternari duri e superduri nel sistema tungsteno-molibdeno-boro utilizzando metodi computazionali. La loro ricerca è stata pubblicata sulla rivista Chimica dei materiali.

Secondo Alexander Kvashnin, un ricercatore senior presso Skoltech e coautore del documento, lo studio è un naturale proseguimento di precedenti ricerche approfondite sui sistemi binari. Alla ricerca di nuovi materiali, gli scienziati hanno dovuto creare un sistema più complesso aggiungendo un terzo elemento, che ha portato a proprietà fortemente alterate e nuovi composti. Questi cambiamenti sono stati al centro dell'interesse degli scienziati.

Il team ha previsto la struttura di composti ternari potenzialmente superduri nel sistema W-Mo-B utilizzando l'algoritmo evolutivo USPEX sviluppato da Artem Oganov, un professore di Skoltech e coautore dell'articolo, e i suoi studenti.

"Avevamo programmato di prevedere una serie di composti ternari che avrebbero mostrato proprietà meccaniche migliori, quali durezza e resistenza alla frattura, rispetto ai composti binari. Abbiamo previsto diversi composti ternari che si sono rivelati leghe ad alta entropia. La miscelazione di atomi di tungsteno e molibdeno ha prodotto composti che erano disordinati e, perciò, aveva una stabilità variabile a seconda della temperatura, " spiega Alexander Kvashnin.

I carburi, composti a quattro o cinque componenti, sono generalmente classificati come composti ad alta entropia. Gli scienziati ritengono che il loro studio sia il primo passo verso la ricerca di tali composti tra i sistemi di boruro.

"Le ovvie prospettive di questa ricerca possono tradursi in nuovi materiali duri che superano le prestazioni dei loro omologhi esistenti e resistono a temperature o pressioni più elevate. Aziende come Gazpromneft possono utilizzare tali materiali per la perforazione o altri scopi, "dice Cristiano Tantardini, uno degli autori del documento e un dipendente di ISSC e Skoltech.

Gli scienziati intendono proseguire i loro sforzi di ricerca. Sono ansiosi di scoprire cosa succede a composti ancora più complessi in risposta ai cambiamenti di temperatura e pressione.