Вместо того чтобы полностью расплавлять металлы при экстремальном нагреве, ученые из Университета Монаша применили процесс контролируемого спекания. Это позволило атомам не перемешиваться хаотично, а самоорганизоваться в высокоупорядоченные, взаимопроникающие сети. Так родилась структура, которую исследователи назвали «атомной архитектурой»: разные кристаллические фазы объединились в единое целое, образовав непрерывные связи практически без микроскопических дефектов. Это похоже на строительство идеальной кристаллической решетки, где каждый атом знает свое место.

Объектом эксперимента стал сложный сплав на основе титана, гафния, тантала, ниобия и циркония. Внутри него сформировалась наноструктура из трех различных компонентов, соединенных жесткими связями. Предел прочности при сжатии превысил 2 гигапаскаля — показатель, сравнимый с лучшими марками сверхпрочной стали. При этом материал сохранил пластичность: он способен гнуться и деформироваться, не разрушаясь, что критически важно для безопасности и долговечности деталей.

Однако главная ценность открытия — не в химическом составе конкретного сплава, а в доказательстве самого принципа: в объемном металле атомы могут самоорганизовываться в структуры, лишенные дефектов. Вместо того, чтобы наращивать количество легирующих элементов для улучшения свойств, инженеры могут теперь проектировать внутреннюю архитектуру материала, добиваясь выдающихся характеристик при меньших затратах сырья.

Возможность снизить содержание дорогих легирующих металлов делает производство более дешевым и экологичным, говорится в пресс-релизе. К тому же, исследователи уверены, что новый подход применим не только к экзотическим тугоплавким сплавам, но и к более популярным сталям и алюминиевым композитам, которые используются в аэрокосмической отрасли, энергетике и других отраслях промышленности.

Группа китайских ученых совершила прорыв в области квантовых технологий, создав уникальный сплав, который может заменить гелий-3 в системах охлаждения квантовых компьютеров.