Ein neues Material könnte in Luft- und Raumfahrtkomponenten und medizinischen Implantaten Anwendung finden
Ein australisches Forschungsteam hat das temperaturstabilste Material aller Zeiten entwickelt. Dieses neue Material a Null Wärmeausdehnung (ZTE) Es besteht aus Scandium, Aluminium, Wolfram und Sauerstoff und hat bei keiner Temperaturänderung sein Volumen verändert von 4 bis 1400 Grad Kelvin (von -269 bis +1126 ° C, von -452 bis +2059 ° F).
Es ist ein breiterer Temperaturbereich, sagen Wissenschaftler der University of New South Wales (UNSW), als jedes andere bisher entdeckte Material.
Könnte den orthorhombischen Sc machen 1,5 Al 0,5 W 3 O 12 (Das ist der Name. Er bleibt einem sofort im Gedächtnis, oder?) Ein sehr nützliches Werkzeug für jeden, der Dinge entwirft, die in Umgebungen mit extremen Temperaturbereichen funktionieren müssen.
Ein Sprung ins All, bei jeder Temperatur
Beispiele dafür, wo dies nützlich sein könnte, sind Dinge wie das Luft- und Raumfahrtdesign, bei denen Komponenten beim Start oder Wiedereintritt extremer Kälte im Weltraum und extremer Hitze ausgesetzt sind.
Dieses neue Material behält bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt genau das gleiche Volumen bei wie auf dem Flügel eines Hyperschallflugzeugs, das mit Mach 5 fliegt.
Andere mögliche Anwendungen sind die im medizinischen Bereich: Dort schwankt die Temperatur nicht enorm, aber schon ein kleiner Sprung reicht aus, um kritische Probleme zu verursachen.
Die Entdeckung des temperaturunempfindlichen Materials? Rein zufällig
„Wir experimentierten mit diesen Materialien in einer Forschung zu Batterien für verschiedene Zwecke und stießen zufällig auf eine einzigartige Eigenschaft dieser besonderen Zusammensetzung“, sagt der außerordentliche Professor. Neeraj Sharma.
Auf molekularer Ebene dehnen sich Materialien in der Regel aus, weil eine Temperaturerhöhung direkt zu einer Verlängerung der atomaren Bindungen zwischen den Elementen führt. Manchmal bringt es auch die Atome dazu, sich zu drehen, was zu weiträumigeren Strukturen führt, die sich auf das Gesamtvolumen auswirken.
Nicht mit diesem Zeug.
Das Team beobachtete das Verhalten dieses Materials über ein riesiges Temperaturspektrum und bemerkte „nur winzige Änderungen in den Bindungen, der Position der Sauerstoffatome und den Rotationen der Atomanordnungen“.
Forscher versuchen nun, den genauen Mechanismus hinter dieser extremen Temperaturbeständigkeit zu verstehen.
Nächste Schritte
„Welches Teil wirkt bei welcher Temperatur? Das ist die nächste Frage“, sagt Sharma. er fügt hinzu: "Scandium ist seltener und teurer, aber wir experimentieren mit anderen Elementen, die es bei gleicher Stabilität ersetzen könnten."
Abgesehen von Scandium sind die anderen Elemente weit verbreitet. Dieses erstaunliche Material mit Temperatur sollte daher keine Hindernisse für eine großtechnische Produktion darstellen.
Der Artikel ist in der Zeitschrift Chemistry of Materials (hier lesen) und das Video unten gibt Ihnen einen Überblick über das Material.
