Ученые-материаловеды из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ, Владивосток), Кембриджа (Великобритания) и Китайской академии наук разработали методику «омоложения» объемных металлических стекол – материалов, которые после такой процедуры можно применять во множестве областей.

Результаты работы опубликованы в одном из самых престижных мировых научных журналов Nature.

Металлические стекла зачастую называют «материалом XXI века», потому что в силу уникальных свойств их можно применять в самых разных областях — от создания гибких электронных гаджетов до новых медицинских имплантатов и космической техники.

Металлические стекла — это непрозрачные сплавы аморфных металлов, которые, в отличие от обычных металлов, не обладают кристаллической структурой. В этом их преимущество, но и одновременно недостаток. С одной стороны, они устойчивы к повреждениям, как ни один другой материал. С другой стороны, из-за отсутствия кристаллической структуры металлические стекла не обладают пластичностью металлов. Это материал очень твердый, но при этом хрупкий: под сверхкритическими нагрузками он не деформируется, а сразу разрушается. То есть изначально это «материал-старик», ненадежный в повседневном применении, пояснила пресс-служба ДВФУ.

Поэтому многие лаборатории в мире занялись поиском ответа на вопрос, как, сохранив прочность и упругость металлических стекол, придать им способность деформироваться и одновременно упрочняться, а не разрушаться под нагрузками.

Команда ученых из ДВФУ, Кембриджского университета и Института исследования металлов (Китайская академия наук, Шеньян) предложила методику «омоложения» объемных металлических стекол из сплава циркония, меди, никеля и алюминия. На образец стекла в форме цилиндра воздействовали трехосным сжатием, переведя его центральную часть в менее жесткое состояние (состояние с более высокой энергией, характеризующееся неплотной «упаковкой» атомов). Сердцевину цилиндра извлекли и использовали для исследования механических свойств в стандартных условиях.

Оказалось, что при деформации такое «омоложенное» металлическое стекло еще больше прибавило в прочности и вдобавок приобрело пластичность, научившись распределять сверхкритические нагрузки более равномерно, то есть деформироваться, а не разрушаться. Методика может быть применена к металлическим стеклам различных составов и объема, отмечается в сообщении ДВФУ.