A volte i calcoli non corrispondono alla realtà. Questo è il problema che ha dovuto affrontare per anni gli scienziati dei materiali nel tentativo di determinare la resistenza delle leghe. C'è stata una disconnessione tra la forza teorica delle leghe e quanto forti sono effettivamente. Così, cosa è mancato?

Una nuova ricerca ha trovato la risposta a questo problema con uno studio condotto in collaborazione tra ricercatori della Binghamton University, l'Università di Pittsburg, l'Università del Michigan e il Brookhaven National Laboratory. Il lavoro è stato sostenuto anche dall'Office of Science del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnologia avanzata per esaminare le leghe a livello atomico al fine di comprendere cosa ha influito sulla resistenza e su altre proprietà.

Il professore di scienza dei materiali e ingegneria della Binghamton University Guangwen Zhou è stato uno degli scienziati che hanno lavorato al progetto.

Zhou e il suo team hanno utilizzato un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) per lo studio, uno strumento che esiste dal 1935 e si è evoluto notevolmente negli ultimi anni con l'incorporazione di tecniche di correzione dell'aberrazione e capacità ambientali. È abbastanza potente da guardare in profondità nella struttura degli atomi.

"Siamo stati in grado di osservare che i cambiamenti nelle leghe dalla segregazione superficiale erano accompagnati dalla formazione di dislocazioni nel sottosuolo, " ha spiegato Zhou. "Gli atomi in genere creano schemi, ma quando c'è una dislocazione, ciò significa che lo schema è stato interrotto."

Le dislocazioni sono ciò che rende le leghe più deboli di quanto previsto dai calcoli teorici e la ricerca di Zhou ha scoperto che la segregazione superficiale è ciò che porta a tali dislocazioni.

"Capendo come si forma la dislocazione, possiamo iniziare a controllarlo, " disse Zhou.

Ciò potrebbe portare al rafforzamento di una varietà di leghe che sono valutate specificamente per la loro resistenza e leggerezza.

Questa ricerca innovativa fornisce informazioni su ciò che deve cambiare per rafforzare tutti i tipi di leghe utilizzate negli aeroplani, gioielleria, Strumenti medici, ponti, pentole e una pletora di altri oggetti comuni.

Lo studio si intitola "Dislocazione nucleazione facilitata dalla segregazione atomica" ed è stato recentemente pubblicato su Materiali della natura .