В нормальных условиях свинец относительно мягкий, легко царапается ногтем. Но при сжатии при экстремальных давлениях он становится твердым и прочным – даже сильнее, чем сталь, – сообщают ученые в Physical Review Letters, пишет sciencenews.org.

Чтобы изучить, как сила свинца изменилась под давлением, исследователи быстро сжали образец свинца, взорвав его лазерами в Национальном центре зажигания в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии. Давление в образце достигло около 400 гигапаскалей – аналогично давлению в ядре Земли.

Прочность материала характеризует его реакцию на напряжение – силу, приложенную к данной области. Чем больше напряжение, которое может выдержать вещество до его деформации, тем оно сильнее. Физик Эндрю Кригье из Лоуренса Ливермор и его коллеги наблюдали, как пульсации в свинце росли и деформировались в условиях высокого давления. Рост был относительно медленным, указывая на то, что металл был в 250 раз прочнее свинца в нормальных условиях и примерно в 10 раз прочнее, чем высокопрочная сталь.

Когда материалы сжаты, их свойства могут резко измениться. Например, водород – обычно газ – может превратиться в металл. Понимание того, как вещества изменяются в ответ на давление, может быть важно для улучшения конструкции защитного снаряжения, такого как пуленепробиваемые жилеты.

Расчеты показывают, что давление изменяет кристаллическую структуру свинца, вызывая перестройку его решетки атомов. Исследователи пришли к выводу, что это структурное изменение приводит к более прочному металлу.