Stop tytanu ze złotem jest cztery razy bardziej twardszy od stali
Tytan jest wiodącym materiałem w produkcji sztucznych stawów kolanowych i biodrowych ponieważ jest mocny, odporny na ścieranie i nietoksyczny. Jednak fizycy z Rice University niespodziewanie odkryli, że twardość tego materiału wzrasta kilkukrotnie po dodaniu do niego złota.
Emilia Morosan, główna autorka badania, powiedziała, że mieszanka tytanu i złota w proporcji 3:1 nie jest trudna do opracowania i nie jest to nawet nowy materiał. Jego charakterystyczna struktura atomowa była znana już wcześniej. Nie można nawet potwierdzić czy autorzy tego badania jako pierwsi stworzyli próbkę ultratwardego materiału, ale wiadomo, że oni jako pierwsi udokumentowali jego niezwykłe właściwości.
Jakiś czas temu pracowano nad stopem tytanu ze złotem w proporcji 1:1. Podczas tworzenia nowego związku naukowcy próbowali go zmielić na proszek - pozwala to zidentyfikować skład, czystość, strukturę krystaliczną i inne właściwości strukturalne. Jednak opracowanego materiału nie udało się zmielić. Postanowiono więc przeprowadzić kolejne testy, aby sprawdzić twardość związku oraz twardość innych kompozycji tytanu i złota.
Zespół wówczas nie wiedział, że tworząc mieszankę w proporcji 3:1 przy stosunkowo wysokich temperaturach otrzyma niemal czystą postać krystaliczną stopu w wersji beta - strukturę krystaliczną, która jest cztery razy bardziej twardsza niż sam tytan. Przy niższych temperaturach atomy organizują się w inny sposób i wtedy powstaje struktura w wersji alfa - twardość takiego materiału jest mniej więcej na tym samym poziomie co twardość tytanu.
Supertwardy stop będzie można wykorzystać np. w implantach biomedycznych a tymczasem uczeni będą kontynuować badania aby sprawdzić czy materiał po dodaniu odpowiednich związków może być jeszcze twardszy. Wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma Science Advances.
