کشف علت استحکام نانوساختارهای فلزی

اخیراً گروهی از محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی در آمریکا برای نخستین بار موفق شدند تا آنچه واقعاً در این ساختارهای ریز می‌گذرد را به‌وسیله میکروسکوپ TEM مشاهده و ثبت نمایند.

از زمانی که دانشمندان برای نخستین بار پی
بردندکه استحکام ساختارهای فلزی با کوچک‌تر شدن و رسیدن به مقیاس میکرو و
کمتر از آن افزایش می‌یابد، حدود ۵۰ سال می‌گذرد؛ اما علت این پدیده تا
کنون به‌درستی شناخته نشده بود.

اخیراً گروهی از محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی در آمریکا برای نخستین
بار موفق شدند تا آنچه واقعاً در این ساختارهای ریز می‌گذرد را به‌وسیله
میکروسکوپ TEM مشاهده و ثبت نمایند.

آنها آزمایش‌هایی را روی ستون‌هایی مخروطی‌شکل از جنس نیکل خالص به قطر بین
۱۵۰ تا ۴۰۰ نانومتر انجام داده و آنها را تحت فشار یک منگنه الماسی قرار
دادند، سپس با گرفتن تصاویر ویدئویی، دریافتند که علت استحکام زیاد این
ستون‌های نانومقیاس نیکلی وجود اثری به نام آنیلینگ(گداخت) مکانیکی است که
موجب کاهش قابل توجه چگالی نقص‌ها و ایجاد یک بلور کامل می‌شود.

همچنین این محققان دریافتند که ادامه یافتن این فشار می‌تواند موجب تشکیل
هسته‌های جدید جابه‌جایی و تغییر شکل این ستون‌ها شود. در ستون‌های بزرگتر
با قطر حدود ۳۰۰ نانومتر هم اگرچه این گداخت مکانیکی کامل نبود و هنوز برخی
از این جابه‌جاشدگی‌ها باقی می‌ماند، استحکام آن به هر حال افزایش یافته
بود. این امر در واقع تأییدی بر نقش تعیین‌کننده نقص‌های متحرک در ایجاد
استحکام این ساختارهاست.