Il dottor Peter Liddicoat accanto alla sonda atomica.
(PhysOrg.com) -- Un team internazionale di ricercatori ha scoperto una nuova lega leggera super resistente e le sue scoperte chiave sono state pubblicate in Comunicazioni sulla natura .
Un ricercatore e colleghi della North Carolina State University hanno trovato un modo per realizzare una lega di alluminio, o una miscela di alluminio e altri elementi, altrettanto forte come l'acciaio.
È importante, dice il dottor Yuntian Zhu, professore di scienze dei materiali e ricercatore dello Stato NC coinvolto nel progetto, perché la ricerca di materiali sempre più leggeri, ma più resistenti, è fondamentale per ideare di tutto, dalle auto più efficienti in termini di consumo di carburante agli aeroplani più sicuri.
In un articolo pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura , Zhu e i suoi colleghi descrivono la nuova architettura su scala nanometrica all'interno di leghe di alluminio che hanno una forza senza precedenti ma anche una plasticità ragionevole per allungarsi e non rompersi sotto stress. Forse ancora più importante, la tecnica di creazione di queste nanostrutture può essere utilizzata su molti tipi diversi di metalli.
Zhu afferma che le leghe di alluminio hanno elementi strutturali unici che, quando combinati per formare una struttura gerarchica a diversi livelli su scala nanometrica, renderli super resistenti e duttili.
Le leghe di alluminio hanno piccoli elementi costitutivi, chiamato "grani, " che sono migliaia di volte più piccoli della larghezza di un capello umano. Ogni granello è un minuscolo cristallo di dimensioni inferiori a 100 nanometri. Più grande non è migliore nei materiali, Zhu dice, poiché i grani più piccoli si traducono in materiali più resistenti.
Zhu dice anche che le leghe di alluminio hanno diversi tipi di "difetti" dei cristalli. I nanocristalli con difetti sono più forti dei cristalli perfetti.
Il livello inaspettatamente elevato di rafforzamento sembra essere dovuto a due fattori. in primo luogo, si pensa che il modo in cui gli elementi di lega sono disposti all'interno dei grani aumenti la capacità di dislocazione-immagazzinamento della lega. In secondo luogo, il raggruppamento di elementi tra i grani potrebbe limitare la crescita dei nanocristalli, aumentare la coesione dei grani, e resistere all'infragilimento e alla generazione di difetti.
Imaging di grani di dimensioni nanometriche all'interno di una lega di alluminio. Le macchie colorate mostrano i grani:i punti colorati mostrano grappoli di atomi di zinco e magnesio che rafforzano il materiale. (Grafica Yonghao Zhao/UC Davis)
Ora, Zhu prevede di lavorare sul rafforzamento del magnesio, un metallo ancora più leggero dell'alluminio. Sta collaborando con il Dipartimento della Difesa a un progetto per creare leghe di magnesio abbastanza resistenti da essere utilizzate come armature per i soldati.
I colleghi di Zhu sul Comunicazioni sulla natura carta sono affiliati con l'Università di Sydney in Australia; l'Università della California, Davis; e l'Università tecnica dell'aviazione statale di Ufa in Russia.
