Самолетите с промяна на формата остават концепция в научната фантастика, тъй като учените се борят да разработят материал, който е едновременно гъвкав и достатъчно здрав, за да издържи на условията на летене.
Изследователите вече са разработили суперздрав еластичен материал Nitinol. Материалът е здрав като стомана, но 20 пъти по-ковък и дори може да се разтяга като гума, което позволява да се използва за направата на деформируеми крила.
Съответните резултати от изследването са публикувани в новия брой на Nature (DOI:10.1038/s41586-024-07900-4). Основните автори са от Националния институт по наука за материалите (NIMS), университета Xi 'an Jiaotong, университета в Съчуан, Lonji Green Energy и Пекинската национална лаборатория по физика на кондензираната материя, Институт по физика, Китайска академия на науките.
▲ Сравнение на DS-STG сплав с типични метални сплави и органични материали
Предишни проучвания установиха, че Ti-Ni сплавите имат някои изключителни свойства, като например способността да се разтягат до граници, много по-високи от други метални сплави, като същевременно запазват формата си непроменена; Когато температурата на сплавта се повиши, тя може да се върне в първоначалната си форма. Проблемът е, че това свойство е много ограничено от температурата.
▲ DS-STG сплавта може да проявява подобна на полимер свръхвисока якост и отлична устойчивост на умора при голямо напрежение в широк диапазон от температури
В отговор професорът от NIMS Ren Xiaoxun е разработил "процедура в три стъпки", която позволява на Nitinol сплавта да проявява това свойство в по-широк диапазон от температури.
Първо, изследователите деформират и разтягат сплавта с повече от 50 процента. След това го нагряват до 300 градуса C и след това го повтарят отново. За трети път сплавта може да бъде удължена с още 12 процента. В края на процеса материалът може да издържи налягания 18,000 пъти по-високи от нормалното атмосферно налягане, има достатъчно здрави свойства, сравними със стоманата, и може да бъде 20 пъти по-гъвкав от обикновено използваните сплави.
▲ Реализирайте тристепенния път на термообработка на DS-STG сплав и микроструктурата на пробата след всяка стъпка
Досега изследователите са успели да накарат титаниево-никелова сплав да проявява това свойство в широк диапазон от -80 градуса C до 80 градуса C.
Сплавта проявява тези свойства, защото се държи повече като стъкло, отколкото като метал, каза Рен пред NewScientist. Има области в сплавта, където молекулите са подредени по такъв начин, че да поддържат материала да се деформира, вместо да се счупи, докато стъклото няма такива области и следователно е крехко.
Струва си да се спомене, че тъй като методът за разработване на този материал е много прост, процесът на работа и резултатите могат да бъдат повторени в други лаборатории и този материал е подходящ и за широкомащабно промишлено производство. Смята се, че в бъдеще ще се появят допълнителни изследвания.
