Samoloty na miarę XXI wieku miałyby być produkowane na bazie stali cechującej się dwukrotnie wyższą wytrzymałością i aż 10 000 razy zwiększoną odpornością na tzw. zmęczenie metalu. Jest to tym bardziej imponujące, jeśli zdamy sobie sprawę, iż początkowo członkowie zespołu badawczego mieli do dyspozycji zwykłą stał. Dzięki wprowadzonym zmianom udało im się ją przekształcić w coś o wyższym od pierwotnego potencjale.
Czytaj też: W tym materiale można zmagazynować 160-krotnie więcej energii. Naukowcy mają na niego plan
Wspomniane zjawisko zmęczenia metali jest uznawane za główną przyczynę ich uszkodzeń. Jako że do jego występowania dochodzi przy naprężeniach wyraźnie niższych od granicy plastyczności materiału, to istnieje problem z wykrywaniem tego fenomenu. W cyklicznym wydaniu, cechującym się powracającym narażeniem na naprężenia o nierównomiernym charakterze, pojawiają się nieodwracalne uszkodzenia. Zapobieganie im było od dawna wielkim wyzwaniem dla inżynierów.
Na czele zespołu zajmującego się tą sprawą stanęli niedawno Lei Lub oraz Ting Zhu, którzy za cel postawili sobie opracowanie metody na zwiększenie odporności stali na zmęczenie materiału. Ostatecznie udało im się tego dokonać, ponieważ powstały materiał z jednej strony zapewnia imponującą wytrzymałość, natomiast z drugiej cechuje się niską podatnością na zmęczenie materiału i jego konsekwencje.
Materiał w postaci stopu stali zmodyfikowanego przez chińskich inżynierów zyskał znacznie wyższą wytrzymałość
Wspomniana granica plastyczności zwiększyła się o współczynnik 2,6. Z kolei szybkość odkształceń spadła o 2 do 4 rzędów wielkości względem konwencjonalnie stosowanych stopów. Wszystko to brzmi jeszcze bardziej niesamowicie, gdy zrozumiemy, ze struktura, na której opiera się cały materiał, jest 300 razy cieńsza od ludzkiego włosa. Co ciekawe, o ile wewnętrzna struktura została przekształcona, tak na powierzchni nie doszło do żadnych zmian.
Cechą wyróżniającą tego przełomowego stopu jest jego wielokrotne skręcanie. W efekcie jego struktura wewnętrzna zapewnia odpowiedź na zniekształcenia pojawiające się pod wpływem sił zewnętrznych. W ostatecznym rozrachunku taka forma uniemożliwia gromadzenie się odkształceń w jednym miejscu, co rzecz jasna procentuje zwiększoną wytrzymałością. Inżynierowie porównują zasadę działania do funkcjonowania sprężyn pochłaniających uderzenia.
Czytaj też: To będzie prawdziwa rewolucja. Chiny tworzą działo magnetyczne do wystrzeliwania rakiet w kosmos
Poza sektorem lotniczym ten nowy stop powinien też sprawdzić się na szereg innych sposobów. Naukowcy stojący za przytoczoną koncepcją mówią chociażby o produkcji rurociągów układanych na dnach mórz i oceanów, części do silników czy różnego rodzaju elementów wykorzystywanych w przemyśle. Jeśli zaś chodzi o zastosowania nad naszymi głowami, to poza lotnictwem nowy stop powinien świetnie nadawać się do rozwoju sektora kosmicznego.