A fost creat un material care nu se dilată când temperatura urcă de la -269 °C până la 1126 °C

Cercetătorii australieni au creat ceea ce poate fi unul dintre cele mai stabile materiale termice descoperite vreodată. Acest nou material cu expansiune termică zero (ZTE) realizat din scandiu, aluminiu, tungsten și oxigen nu s-a modificat în volum la temperaturi cuprinse între 4 și 1.400 Kelvin (-269 până la 1126 ° C, -452 până la 2059 ° F). Aceasta este o gamă mai largă de temperaturi, spun oamenii de știință de la Universitatea din New South Wales (UNSW).

Un instrument foarte util pentru oricine proiectează ceva care trebuie să funcționeze în medii termice extrem de variate. Exemple de situații în care acest lucru ar putea fi util pot include lucruri precum proiectarea aerospațială, în care componentele sunt expuse la frig extrem în spațiu și la căldură extremă la lansare sau la reintrare. Faimos, SR-71 Blackbird a fost conceput să se extindă atât de mult la viteza maximă Mach 3.4, încât să stropească generos combustibil pe pistă la temperatura solului; rezervoarele de combustibil nici măcar nu se închideau complet până nu se încălzeau. Acest nou material rămâne exact același volum de la aproape zero absolut până la confortabil la căldura pe care v-ați aștepta să o obțineți pe aripa unui avion hipersonic care călătorește la Mach 5. Sau există lucruri precum implanturile medicale, în care gama temperaturilor așteptate nu este atât de variată, dar chiar și o cantitate mică de expansiune termică poate cauza probleme critice.

Echipa UNSW a făcut descoperirea mai mult sau mai puțin din întâmplare: „Am efectuat experimente cu aceste materiale în asociere cu cercetarea noastră bazată pe baterii, în scopuri fără legătură și am întâlnit din întâmplare această proprietate singulară a acestei compoziții particulare”, spune profesor asociat Neeraj Sharma. După măsurarea materialului folosind difractometrul cu pulbere de înaltă rezoluție Echidna de la Sincrotronul australian ANSTO și Centrul australian pentru împrăștierea neutronilor, echipa a găsit un grad incredibil de stabilitate termică. La nivel molecular, materialele se extind de obicei, deoarece o creștere a temperaturii duce direct la o creștere a lungimii legăturilor atomice dintre elemente. Uneori, de asemenea, determină rotirea atomilor, rezultând structuri mai spațioase care afectează volumul general.

Nu și cu aceste lucruri, pe care echipa le-a observat de-a lungul acelui spectru uriaș de temperatură, demonstrând „doar modificări minime ale legăturilor, poziției atomilor de oxigen și rotațiilor aranjamentelor atomice”. Echipa spune că mecanismul exact din spatele acestei stabilități termice extreme nu este complet clar, dar că probabil lungimile legăturilor, unghiurile și pozițiile atomilor de oxigen se schimbă în comun, pentru a păstra volumul total. „Care parte acționează la ce temperatură, ei bine, aceasta este următoarea întrebare”, spune Sharma, care adaugă, „scandiul este mai rar și mai costisitor, dar experimentăm cu alte elemente care ar putea fi înlocuite și stabilitatea păstrată” Cu toate acestea, celelalte ingrediente sunt disponibile pe scară largă și se leagă împreună utilizând o „sinteză relativ simplă”, astfel încât echipa consideră că acest material nu ar trebui să prezinte nici un impediment pentru fabricarea pe scară largă. Lucrarea este disponibilă în revista Chemistry of Materials, iar videoclipul de mai jos oferă o prezentare generală a materialului.

Sursa: newatlas.com