Wissenschaftler entdecken das widerstandsfähigste Material der Welt

Es wird allgemein angenommen, dass Diamant das härteste Material auf der Erde ist, aber es gibt ein paar viel widerstandsfähigere Materialien. Eines davon, gerade entdeckt, ist eine einfache Legierung aus Chrom, Kobalt und Nickel.

Die Zähigkeit dieser Kreation wurde von dem Team, das den Entwurf in der Zeitschrift Science veröffentlichte, als "hervorragend" bezeichnet. Wissenschaftler verschiedener Universitäten, darunter die Universitäten von Kalifornien und Bristol, wiesen nach, dass es erhebliche Schäden ohne Brüche überstanden hat.

Bei der Herstellung eines neuen Strukturmaterials (mit der Fähigkeit, Dinge wie Metall zu bauen), ist es wichtig, drei Eigenschaften zu messen: Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit. Es hat Festigkeit, wenn es schwer zu verformen ist, Duktilität, wenn es formbar ist, und Zähigkeit, wenn es Brüchen widersteht.

Die Bruchfestigkeit ergibt sich aus einer guten Kombination aus Formbarkeit und Festigkeit. Wissenschaftler setzen das Material bei niedrigen Temperaturen unter Druck, um diese Eigenschaften zu testen. Das führte das Team zu einer herausragenden Entdeckung: Die Legierung wird bei kalten Temperaturen härter, wodurch die Rissbildung und -ausbreitung verhindert wird.

"Normalerweise ist es ein Kompromiss zwischen diesen Eigenschaften. Aber dieses Material ist beides, und anstatt bei niedrigen Temperaturen spröde zu werden, wird es zäher", erklärte der Metallurge Easo George vom Oak Ridge National Laboratory und der University of Tennessee gegenüber Science Alert. Er war an der Untersuchung beteiligt.

Der Mechanismus, der hinter der Widerstandsfähigkeit dieses Materials steht, hat mit seiner Fähigkeit zu tun, verschiedene Reaktionen auf der Nanoebene "auszulösen", die es ihm ermöglichen, den Temperaturschwankungen standzuhalten. Die Wissenschaftler, die es getestet haben, haben es auf 20 Kelvin oder -253,33 °C abgekühlt.

Alle diese Reaktionen waren bekannt, aber sie liefen nie in einer solchen Reihenfolge ab. "Während man daran zieht, setzt der erste Mechanismus ein, dann der zweite, der dritte und der vierte", sagte Robert Richie von der University of California in Berkeley gegenüber Science Alert.

All dies ist wichtig, denn es ist schwierig, Materialien zu finden, die bei sehr niedrigen Temperaturen nicht brechen. Sie sind jedoch in Bereichen wie der Weltraumforschung unverzichtbar, wo sie zum Bau widerstandsfähiger und sicherer Raketen verwendet werden.

Laut The Planetary Society kann ein Raumschiff Temperaturen von glühender Hitze bis zu eisiger Kälte erfahren. "Die plötzlichen, wiederholten Wärmeschwankungen können dazu führen, dass sich Materialien von Raumfahrzeugen ungleichmäßig ausdehnen und zusammenziehen, was mit der Zeit möglicherweise zu Brüchen führen kann.“

Die Erforschung des Weltraums ist eine sehr spezifische Nutzung. Dennoch wurden die meisten Erfindungen in diesem Bereich später bei alltägliche Anwendungen eingesetzt. Ein Beispiel dafür ist Mylar, ein hitzereflektierendes Material, das von der NASA zum Schutz von Raumfahrzeugen vor der Sonne entwickelt wurde und heute von Wohn- und Gewerbebauunternehmen zur Isolierung verwendet wird.

Die Weltraumforschung ist nur ein Beispiel für die möglichen Anwendungen dieser Legierung. Laut den Forschern wird der nächste Schritt darin bestehen, andere Verwendungsmöglichkeiten zu untersuchen.