Dit is het sterkste materiaal op aarde

Er wordt algemeen aangenomen dat diamant het sterkste materiaal op aarde is, maar er is iets uitgevonden dat veel harder is. Dit materiaal is simpelweg een legering van chroom, kobalt en nikkel.

Het team dat dit materiaal ontwierp, presenteerde het in het tijdschrift Science. De wetenschappers kwalificeerden hardheid van deze creatie als 'uitstekend'. Academici van verschillende universiteiten, waaronder Californië en Bristol (VK), bevestigden dat dit materiaal bestand was tegen allerlei invloeden zonder beschadigd te raken.

Bij het maken van een nieuw structureel materiaal (om dingen mee te bouwen, zoals metaal), is het essentieel om drie eigenschappen te meten: kracht, vervormbaarheid en taaiheid. Het materiaal is krachtig als het moeilijk te vervormen is. Het is vervormbaar als het te kneden is en taai als het bestand is tegen breuken.

Breukvastheid komt voort uit een goede combinatie van kneedbaarheid en sterkte. Wetenschappers zetten het materiaal bij lage temperaturen onder druk om deze eigenschappen te testen. Dat leidde bij het team tot een opmerkelijke ontdekking: de legering van dit materiaal wordt harder bij koude temperaturen. Hierdoor wordt scheurvorming voorkomen.

"Meestal wordt bij metalen een compromis tussen deze eigenschappen gevonden, maar dit materiaal heeft het allemaal. In plaats van broos te worden bij lage temperaturen, wordt het juist harder", vertelde metallurg Easo George van het Oak Ridge National Laboratory en de University of Tennessee aan Science Alert. Hij deed mee aan het onderzoek.

Dit materiaal heeft het vermogen om verschillende reacties op nanoschaal te ontketen. Hierdoor blijft het bestand tegen de verschuiving in temperatuur. Het team van wetenschappers voerden zelfs testen uit op dit materiaal bij een temperatuur van -253 graden Celsius.

Het was bekent dat deze reacties konden ontstaan, maar ze waren nog nooit gebeurd in een reeks als deze. "Als je eraan trekt, start het eerste mechanisme, daarna volgt het tweede, daarna het derde en dan het vierde," vertelde Robert Richie van de University of California, Berkeley aan Science Alert.

Materialen die niet barsten bij zeer lage temperaturen zijn een uitdaging om te vinden. Toch zijn ze essentieel op het gebied van ruimtevaart. Die materialen worden daarin gebruikt om resistente en veilige raketten mee te bouwen.

Volgens The Planetary Society kan een ruimtevaartuig temperaturen ervaren van soldeerwarmte tot ijskou. "Deze plotselinge, warmtevariaties kunnen ervoor zorgen dat materialen van ruimtevaartuigen ongelijkmatig uitzetten en samentrekken. Dit kan na verloop van tijd mogelijk leiden tot breuken."

Ruimtevaart is een heel specifiek gebruik. Toch hebben de meeste uitvindingen op dit gebied zich later vertaald in dagelijkse toepassingen. Een voorbeeld hiervan is Mylar. Een warmtereflecterend materiaal dat NASA heeft gemaakt om ruimtevaartuigen tegen de zon te beschermen. Nu wordt het door residentiële en commerciële aannemers gebruikt als isolatie.

Ruimtevaart is slechts een voorbeeld van de mogelijke toepassingen die deze legering heeft. Volgens wetenschappers is de volgende stap het onderzoeken van andere mogelijke toepassingen en het vinden van andere metalen met vergelijkbare eigenschappen.