Een internationaal team van wetenschappers heeft een nieuw superhard materiaal gerapporteerd dat kan worden gebruikt bij het boren, machinebouw en andere gebieden. De nieuwe wolfraamboride die ze ontdekten, presteert beter dan de veelgebruikte pobedit, een hard wolfraamcarbide en kobalt composietmateriaal met kunstmatige diamanten. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift, de Journal of Physical Chemistry Letters .

Superharde stoffen hebben een breed toepassingsgebied bij het boren van putten, machine bouwen, metaalbewerking, de defensie-industrie, geneeskunde en vele andere gebieden. Het hardst bekende materiaal, diamant, is voor veel toepassingen onbetaalbaar. Zijn verre concurrent, pobedit, is de afgelopen 80 jaar ongeëvenaard gebleven. Ontwikkeld in de jaren '30, het werd tijdens de Tweede Wereldoorlog gebruikt om antitankdoppen te maken (het woord "pobedit" is eigenlijk afgeleid van het Russische "pobeda, " wat "overwinning" betekent) en wordt al tientallen jaren gebruikt om boren voor booreilanden te vervaardigen. Hardere materialen vereisen ofwel synthese onder hogere druk of hebben een veel lagere breuktaaiheid.

Een team van wetenschappers onder leiding van professor Artem Oganov van Skoltech en het Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT) gebruikte het USPEX evolutionaire algoritme om een ​​nieuw materiaal te voorspellen. WB5, die bij normale druk kan worden gesynthetiseerd en met succes kan concurreren met pobedit in de twee meest essentiële parameters - hardheid en breuktaaiheid - die 50 procent hoger en 20 procent lager zijn, respectievelijk, voor WB5 in vergelijking met pobedit. Het nieuwe materiaal is een voorheen onbekende verbinding die onder normale omstandigheden gemakkelijk kan worden verkregen. De wetenschappers van Skoltech voerden hun onderzoek uit in het kader van het grootschalige project van Gazprom Neft, gericht op het creëren van nieuwe materialen voor boortoepassingen.

"Voordat we het nieuwe materiaal ontdekten, we hadden veel systemen op de computer bestudeerd, proberen stabiele chemische verbindingen te voorspellen en hun eigenschappen te berekenen. Dit waren best interessante stoffen, hoewel ze nauwelijks konden concurreren met pobedit. Op een gegeven moment, Ik dacht dat we Pobedit nooit zouden verslaan, die al bijna een eeuw standhoudt, en met een goede reden. Maar opeens, we zagen een sprankje hoop, en vond al snel een unieke verbinding, WB5, ", zegt de studieleider Artem Oganov.

"Het wolfraam-boorsysteem is het onderwerp geweest van een groot aantal experimentele en theoretische studies, en het is verrassend dat deze verbinding tot nu toe niet is ontdekt, " zei de eerste auteur van de studie, Dr. Alexander Kvashnin.