Flugvélar sem breyta lögun eru áfram hugtak í vísindaskáldskap, þar sem vísindamenn hafa átt í erfiðleikum með að þróa efni sem er bæði sveigjanlegt og nógu sterkt til að standast flugskilyrði.
Vísindamenn hafa nú þróað Nitinol ofursterkt teygjanlegt efni. Efnið er eins sterkt og stál, en 20 sinnum sveigjanlegra og getur jafnvel teygt sig eins og gúmmí, sem gerir það kleift að nota það til að búa til aflöganlega vængi.
Viðeigandi rannsóknarniðurstöður hafa verið birtar í nýju hefti Nature (DOI:10.1038/s41586-024-07900-4). Aðalhöfundar eru frá National Institute of Materials Science (NIMS), Xi 'an Jiaotong háskólanum, Sichuan háskólanum, Lonji Green Energy og Beijing National Laboratory of Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences.
▲ Samanburður á DS-STG álfelgur við dæmigerð málmblöndur og lífræn efni
Fyrri rannsóknir hafa sýnt að Ti-Ni málmblöndur hafa einstaka eiginleika, eins og að geta teygt sig að mörkum sem eru miklu hærri en aðrar málmblöndur á meðan lögun þeirra er óbreytt; Þegar hitastig málmblöndunnar eykst getur það farið aftur í upprunalegt form. Vandamálið er að þessi eiginleiki er mjög takmarkaður við hitastig.
▲ DS-STG álfelgur getur sýnt fjölliða-eins og ofurháan styrk og framúrskarandi viðnám gegn mikilli álagsþreytu yfir breitt hitastig
Til að bregðast við, NIMS prófessor Ren Xiaoxun hefur hannað „þriggja þrepa aðferð“ sem gerir Nitinol málmblöndunni kleift að sýna þessa eiginleika yfir breiðari hitastig.
Í fyrsta lagi aflöguðu vísindamennirnir og teygðu málmblönduna um meira en 50 prósent. Síðan hituðu þeir það í 300 gráður C og endurtóku það svo aftur. Í þriðja sinn mætti lengja málmblönduna um 12 prósent til viðbótar. Í lok ferlisins þolir efnið þrýsting sem er 18,000 sinnum hærri en venjulegur loftþrýstingur, hefur nógu sterka eiginleika sem eru sambærilegir við stál og getur verið 20 sinnum sveigjanlegri en algengar málmblöndur.
▲ Gerðu þér grein fyrir þriggja þrepa hitavinnsluleið DS-STG málmblöndu og örbyggingu sýnisins eftir hvert skref
Hingað til hefur vísindamönnum tekist að láta títan-nikkel málmblönduna sýna þessa eiginleika á breitt svið frá -80 gráður C til 80 gráður C.
Blöndunin sýnir þessa eiginleika vegna þess að hún hegðar sér meira eins og gler en málmur, sagði Ren við NewScientist. Það eru svæði í málmblöndunni þar sem sameindunum er raðað þannig að þær geta stutt efnið til að afmyndast frekar en brotna, en gler hefur engin slík svæði og er því brothætt.
Þess má geta að vegna þess að aðferðin við að þróa þetta efni er mjög einföld, er hægt að endurtaka vinnsluferlið og niðurstöðurnar á öðrum rannsóknarstofum og þetta efni er einnig hentugur fyrir stóriðjuframleiðslu. Talið er að frekari rannsóknir muni birtast í framtíðinni.
