科学者たちは、これまでに見た中で最も耐久性のある炭素結晶形の 1 つであるグラフェンよりもさらに強力な、クロム、コバルト、ニッケルの非常に強力な「新しい」金属合金を発見しました。
研究者らは今月初め、12月1日にサイエンス誌に掲載された新しい研究でこの発見を明らかにした。本文では、合金が非常に強いことはすでにわかっていたが、 3 つの元素の組み合わせがどれほど強力であるかが今になって初めて明らかになったと説明しています。
地球上で最も強い金属合金
研究チームは、クロム、コバルト、ニッケルの合金が、他の材料が通常分解し始める極低温にも耐えられることを発見して驚きました。研究者らが驚いたことに、温度が下がるにつれて合金はさらに強くなり、耐久性がさらに高まった。
研究の共著者の一人でカリフォルニア大学バークレー校の工学教授であるロバート・リッチー氏は、グラフェンの硬度は4メガパスカル、航空機に使用される合金の硬度は1メートルあたり35メガパスカルであるが、これは「新しい「素材」の硬度は「1 メートルあたり 450 ～ 500 メガパスカル」です。
このような高レベルの硬度を備えたクロム、コバルト、ニッケルの金属合金は現在、地球上で最も強いと考えられており、宇宙探査のための耐久性のある構造の作成など、いくつかの異なる分野に応用される可能性があります。ただし、「ユニークな」点は、この合金に使用される 3 つの元素のうち 2 つであるニッケルとコバルトが非常に高価であることです。そのため、現時点では大量生産が大幅に制限されています。
超耐久合金
Live Science のWeb サイトで説明されているように、クロム、コバルト、ニッケルの組み合わせにより、高エントロピー合金として知られるものが生成されます。非常に柔軟で展性があり、大きな圧力をかけてもねじっても抵抗があり、壊れることはありません。大部分が 1 つの元素と少量の他の元素で構成されるほとんどの金属合金とは異なり、この超耐性の高エントロピー合金は、ニッケル、クロム、コバルトの均質な混合物です。
その組成により、高い展性が得られます。また、圧力がかかると原子が驚くほど動くことができるという事実に加えて、他の驚くべき特性の中でも特に、材料が変形して破損を防ぐことができます。それに比べて、「グラフェンは非常に強いですが、損傷に対する許容度はありません」とイギリスのブリストル大学の物理学者であるドン・リュー氏は説明します。彼女によると、グラフェンは「壊れやすく、マグカップを床に投げるといくつかの破片に砕けるように壊れます。」
物理学によれば、グラフェンは強いにもかかわらず、ナノメートルスケールでのみ耐性があります。クロム、コバルト、ニッケルの合金は、「タバコの箱」などの日常品のサイズで実験室でテストされました。 Liu 氏は、この材料が耐久性のある要素を必要とするさまざまな分野に応用できるため、この発見は将来に大いに役立つはずだと信じています。この合金は、宇宙や地球上に打ち上げられる物体に使用され、たとえば水素などの物質を貯蔵するために使用される可能性がある。
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