Ученые создали материал, устойчивый к экстремальному холоду

Новые исследования в области композиционных материалов при низких температурах позволили российско-китайскому коллективу ученых создать инновационный материал, обладающий высокой прочностью и пластичностью даже при сильном морозе.

Это открытие открывает новые перспективы для применения в космонавтике, криогенной промышленности и на полярных широтах. Результаты исследования были опубликованы в журнале "Nanomaterials".

Изучив процессы разрушения композиционных материалов при криогенных температурах ниже -150 °С, специалисты из Университета МИСИС (Россия) в сотрудничестве с китайскими коллегами выдвинули гипотезу о возможности создания новых соединений, которые сохраняют свои уникальные свойства в экстремальных условиях.

Новый композиционный материал, разработанный учеными, представляет собой значительный прорыв в области материаловедения и техники, работающей при низких температурах. Его потенциальное применение в различных отраслях, где требуется высокая надежность и стойкость к холоду, делает эту разработку весьма перспективной для будущих технологий.

Исследователи нашли уникальное решение в создании слоистого композиционного материала, основанного на соединении металла и металлического стекла. Этот материал, разработанный доцентом кафедры физики Университета МИСИС Иваном Сафроновым, обладает удивительными свойствами при критически низких температурах.

Новый материал не только устойчив к разрушениям, но и обладает способностью не разлетаться на осколки при ударе. Это связано с уникальными переходными процессами, происходящими на границе кристаллического и аморфного металлических сплавов. Появление трещины на этой границе и последующие перескоки атомов перед вершиной трещины вызывают сильный локальный разогрев материала.

Изучение этих процессов открывает новые перспективы для разработки прочных и долговечных материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Такие инновации могут найти применение в различных отраслях, от авиации до медицины, повышая безопасность и эффективность технических решений.

Исследования показали, что нагретый металл становится более пластичным и способен изменять характер разрушения, что в свою очередь замедляет распространение трещины. Это свойство позволяет сохранять прочность материала даже при низких температурах. Как отметил заведующий кафедрой физики Университета МИСИС Иван Ушаков, такие многослойные композиционные материалы могут быть использованы для создания компонентов машин и конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях низких или сверхнизких температур.

При работе в космосе, в криогенной промышленности или на полярных широтах, где температуры могут быть крайне низкими, важно иметь материалы, способные сохранять свои качества и прочность. Использование многослойных композиционных материалов открывает новые перспективы для создания надежных и долговечных конструкций, способных выдерживать экстремальные условия.

Таким образом, разработка и применение таких материалов имеет большое значение не только для научных исследований, но и для практического применения в различных отраслях промышленности, где требуется высокая стойкость к низким температурам.

В рамках государственной программы поддержки российских университетов "Приоритет-2030" проводятся исследования, направленные на доработку технологии создания композиционных материалов. Ученые стремятся улучшить состав этих материалов не только для увеличения механической прочности при криогенных температурах, но и для повышения устойчивости к радиации.

Новые открытия в области материаловедения и нанотехнологий позволят создавать более эффективные и долговечные композиционные материалы. Ученые активно исследуют возможности использования новых добавок и структурных изменений для улучшения свойств материалов.

Важным направлением исследований является также разработка методов тестирования и контроля качества этих материалов на различных этапах производства. Постоянное совершенствование технологий и анализ результатов позволит создавать материалы, способные выдерживать экстремальные условия эксплуатации.

Источник и фото - ria.ru