Инженеры и ученые-материаловеды из Национальной лаборатории Сандиа создали сплав, который, как они утверждают, является самым долговечным среди всех известных металлических сплавов искусственного и естественного происхождения.
Состоящий из золота и платины в определенных пропорциях новый сплав в 100 раз превосходит по износостойкости прочную высококачественную сталь. Более того, этот сплав сам является источником твердой смазки, которую, при нормальных условиях, получить можно лишь трудным и дорогостоящим способом.
Новый сплав состоит из приблизительно 90 процентов платины и 10 процентов золота. Для демонстрации долговечности этого материала специалисты лаборатории Сандиа приводят красочный пример. Допустим, если у кого-то хватит средств для того, чтобы «обуть» автомобиль в колеса из нового сплава, то такие колеса, пройдя путь в 1 милю (1.6 километра) потеряют всего один слой атомов со своей поверхности. Другими словами, ресурса таких колес хватит, чтобы обогнуть весь земной шар по экватору около 500 раз.
Интересен тот факт, что сплавы золота и платины уже очень давно не являются чем-то новым, но никому ранее не приходило в голову оценить долговечность таких материалов. Обычно материаловеды отдают предпочтения более прочным и твердым металлическим сплавам, которые очень широко используются в промышленности. Новый сплав не отличается высокой твердостью, однако, он обладает высокой теплопроводностью и другими характеристиками, которые позволяют ему сопротивляться разрушающему воздействию сил трения.
Отметим, что состав нового сплава был изначально разработан при помощи сложного компьютерного моделирования. Это моделирование производилось на атомарном уровне, что позволило выяснить, как положение и поведение отдельных атомов отражается на конечных свойствах материала в целом. Такой подход позволит в будущем разработать материалы, имеющие набор заранее заданных свойств, после чего можно изготовить образцы таких материалов и проверить их соответствие в условиях реального мира.
Во время экспериментов с новым сплавом исследователи заметили, что на поверхности материала постоянно формируется тонкая пленка черного цвета. Материал этой пленки оказался углеродом со структурой, близкой к структуре алмаза, а образовалась эта пленка, играющая роль эффективной твердой смазки, за счет углерода, поступающего из окружающей среды.
Наличие твердой углеродной смазки увеличивает долговечность нового сплава во много раз. Более того, теперь этот сплав можно использовать именно для производства твердой смазки, которая обычно производится при помощи весьма дорогостоящего процесса, вовлекающего использование герметичных вакуумных камер, высокотемпературного нагрева и специфических химических реактивов.
