نانوساختارهایی با ویژگی‌های مکانیکی فوق‌العاده

محققان راه تازه‌ای را برای ساخت مواد مستحکم، سبک و در حین حال شکل‌پذیر پیدا کرده‌اند.
این مواد آلیاژهای فلزی شیشه‌ای هستند که با طراحی‌ تازه‌ی‌ دانشمندان دانشگاه
کالیفرنیا امکان شکل دادن آنها فراهم شده‌است.

نحوه‌ی استفاده از مواد موجود در طبیعت همیشه وابسته به ویژگی‌های‌شان بوده‌است؛
برای مثال سرامیک‌ها بسیار محکمند، اما شکنندگی یکی از عوامل محدودکننده‌ی آنهاست
یا فلزات که قابلت شکل‌دهی دارند و در نتیجه در مقابل شکنندگی مقاومت می‌کنند،
مقاومتشان به اندازه‌ی مواد سرامیکی نیست. بنابراین لزوم ساخت مواد جدید با ویژگی‌های
خاص کاملاً احساس می‌شود.

اخیراً محققان گروه جدیدی از مواد را به نام آلیاژ فلزی شیشه‌ای ساخته‌اند که آمورف
بوده، فاقد ساختار بلوری نظیر فلزات است. فلزاتی نظیر زیرکونیوم، تیتانیوم، مس و
نیکل از جمله فلزات مورد استفاده در این مواد هستند که چیدمان اتمی آنها درون این
مواد به‌صورت تصادفی است. مشکل این گروه از مواد جدید این است که به‌دلیل تصادفی
بودن چیدمان اتم‌ها، ساختار شکننده‌ای دارند و در هنگام اعمال بار به‌راحتی می‌شکنند.

برای حل این مشکل محققان دانشگاه کالیفرنیا ایده‌ی جالبی را ارائه کردند؛ آنها
آلیاژ فلزی شیشه‌ای را در اندازه‌های بسیار کوچک به شکل ستونی با قطر ۱۰۰ نانومتر
ساختند . با این طراحی جدید، آلیاژ فلزی شیشه‌ای نه تنها بسیار محکم خواهد بود،
بلکه منعطف و قابل شکل‌دهی می‌باشند. برای استفاده از این ساختارهای جدید،
دانشمندان آرایه‌هایی از آلیاژ فلزی شیشه‌ای نازک را کنار هم قرار داده، با آنها
شکل‌های جدیدی از مواد را ایجاد کردند. در واقع ساختارهای طراحی‌شده‌ی این گروه به‌عنوان
بلوک‌های ساختمانی برای ساخت ساختارهای دلخواه استفاده می‌شود.

نتیجه‌ی این کار تحقیقاتی ساخت موادی جدید با استحکام بالا، سبک و قابلیت شکل‌دهی
فوق‌العاده بوده‌است.