Dr. Peter Liddicoat junto a la sonda atómica.
(PhysOrg.com) - Un equipo internacional de investigadores ha descubierto una nueva aleación ligera superresistente y sus principales hallazgos se han publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
Un investigador de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y sus colegas han descubierto una forma de hacer una aleación de aluminio, o una mezcla de aluminio y otros elementos, tan fuerte como el acero.
Eso es importante, dice el Dr. Yuntian Zhu, profesor de ciencia de materiales y el investigador de NC State involucrado en el proyecto, porque la búsqueda de materiales cada vez más livianos, pero más fuertes, es crucial para diseñar todo, desde automóviles más eficientes en combustible hasta aviones más seguros.
En un artículo publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Zhu y sus colegas describen la nueva arquitectura a nanoescala dentro de las aleaciones de aluminio que tienen una resistencia sin precedentes pero también una plasticidad razonable para estirarse y no romperse bajo tensión. Quizás aún más importante, la técnica de creación de estas nanoestructuras se puede utilizar en muchos tipos diferentes de metales.
Zhu dice que las aleaciones de aluminio tienen elementos estructurales únicos que, cuando se combinan para formar una estructura jerárquica en varios niveles de nanoescala, hazlos súper fuertes y dúctiles.
Las aleaciones de aluminio tienen pequeños bloques de construcción, llamados "granos, "que son miles de veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano. Cada grano es un cristal diminuto de menos de 100 nanómetros de tamaño. Más grande no es mejor en materiales, Zhu dice, ya que los granos más pequeños dan como resultado materiales más resistentes.
Zhu también dice que las aleaciones de aluminio tienen varios tipos diferentes de "defectos" de cristal. Los nanocristales con defectos son más fuertes que los cristales perfectos.
El inesperadamente alto nivel de fortalecimiento parece deberse a dos factores. Primeramente, Se cree que la forma en que los elementos de aleación están dispuestos dentro de los granos aumenta la capacidad de dislocación y almacenamiento de la aleación. En segundo lugar, la agrupación de elementos entre los granos podría limitar el crecimiento de nanocristales, aumentar la cohesión de los granos, y resistir la fragilidad y la generación de defectos.
Imágenes de granos de tamaño nanométrico dentro de una aleación de aluminio. Las manchas de colores muestran los granos:los puntos de colores muestran grupos de átomos de zinc y magnesio que fortalecen el material. (Gráfico de Yonghao Zhao / UC Davis)
Ahora, Zhu planea trabajar en el fortalecimiento del magnesio, un metal que es incluso más ligero que el aluminio. Está colaborando con el Departamento de Defensa en un proyecto para hacer que las aleaciones de magnesio sean lo suficientemente fuertes como para ser utilizadas como armadura para soldados.
Los colegas de Zhu en el Comunicaciones de la naturaleza el papel está afiliado a la Universidad de Sydney en Australia; la Universidad de California, Davis; y la Universidad Técnica Estatal de Aviación de Ufa en Rusia.
