Istotną rolę w badaniach na ten temat odegrali niedawno przedstawiciele NIST, którzy piszą o swoich dokonaniach w Journal of Alloys and Compounds. Wśród wniosków wyciągniętych przez autorów tej publikacji należy wymienić przede wszystkim to, że kwazikryształy znajdujące się w pewnym stopie aluminium – wytwarzanym za pośrednictwem druku 3D – zapewniają takiemu materiałowi zwiększoną wytrzymałość.
Czytaj też: Chińczycy mają materiał, z którego zrobią pojazdy przyszłości. Ten stop nie ma sobie równych
To bardzo cenna informacja, która powinna okazać się przydatna w odniesieniu do produkowania różnego rodzaju elementów, na przykład części samolotów i samochodów. Same kwazikryształy od kilku dekad stanowiły obiekty badań, a w 2011 roku ich odkrycie zostało zwieńczone nagrodą Nobla w dziedzinie chemii.
Aby zrozumieć, o co dokładnie chodzi, należy wyjaśnić, że kwazikryształy składają się z atomów ustawionych w wyjątkowo dziwacznych okolicznościach. Z jednej strony są one bowiem skonfigurowane w regularny sposób, natomiast z drugiej – nie jest on powtarzalny. Obserwacje nowego stopu aluminium z wykorzystaniem mikroskopu elektronowego zakończyły się identyfikacją dowodów na istnienie wzorów typowych dla kwazikryształów.
Kwazikryształy znajdujące się w stopie objętym badaniami nadali mu wyjątkowej wytrzymałości. Powinno to zaprocentować pojawieniem się istnych materiałów przyszłości
Kolejnym istotnym aspektem będącym pokłosiem prowadzonych badań okazało się to, że wspomniane kwazikryształy zwiększają wytrzymałość stopu. Takie zjawisko może mieć uniwersalny charakter, co oznaczałoby, że udział tych struktur przynosi potencjalnie szereg korzyści dla projektowanych materiałów.
Do uzyskania rzeczonego stopu członkowie zespołu badawczego wykorzystali proszek metalowy, który równomiernie rozprowadzono na cienkiej warstwie. Później do akcji wkroczył silny laser oddelegowany do podgrzewania i topienia proszku w celu tworzenia kolejnych warstw.
Czytaj też: Gaz kwantowy zachowuje się wbrew prawom fizyki. Naukowcy nie mogą w to uwierzyć
I choć dzięki drukowi 3D można tworzyć kształty niedostępne innymi metodami, to takie podejście ma pewne ograniczenia. Zalicza się do nich chociażby niską odporność powstających w ten sposób stopów. W nowym wydaniu, cechującym się wysoką wytrzymałością wynikającą z obecności kwazikryształów, opisywane rozwiązanie mogłoby utorować drogę do produkcji części samolotów czy samochodów. Czy faktycznie tak będzie w praktyce?