(PhysOrg.com) -- Internationaal team van onderzoekers heeft een nieuwe supersterke lichte legering ontdekt en hun belangrijkste bevindingen zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Een onderzoeker van de North Carolina State University en collega's hebben een manier bedacht om een ​​aluminiumlegering te maken, of een mengsel van aluminium en andere elementen, net zo sterk als staal.

Dat is belangrijk, zegt dr. Yuntian Zhu, hoogleraar materiaalkunde en de bij het project betrokken NC State-onderzoeker, omdat de zoektocht naar steeds lichtere - maar sterkere - materialen cruciaal is voor het bedenken van alles, van zuinigere auto's tot veiligere vliegtuigen.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , Zhu en zijn collega's beschrijven de nieuwe architectuur op nanoschaal binnen aluminiumlegeringen die een ongekende sterkte hebben, maar ook een redelijke plasticiteit om uit te rekken en niet te breken onder stress. Misschien nog belangrijker, de techniek van het maken van deze nanostructuren kan op veel verschillende soorten metalen worden gebruikt.

Zhu zegt dat de aluminiumlegeringen unieke structurele elementen hebben die, wanneer gecombineerd om een ​​hiërarchische structuur te vormen op verschillende nanoschaalniveaus, maken ze supersterk en kneedbaar.

De aluminiumlegeringen hebben kleine bouwstenen, genaamd "granen, " die duizenden keren kleiner zijn dan de breedte van een mensenhaar. Elke korrel is een klein kristal van minder dan 100 nanometer groot. Groter is niet beter in materialen, Zhu zegt, omdat kleinere korrels resulteren in sterkere materialen.

Zhu zegt ook dat de aluminiumlegeringen een aantal verschillende soorten kristal "defecten" hebben. Nanokristallen met defecten zijn sterker dan perfecte kristallen.

Het onverwacht hoge niveau van versterking lijkt het gevolg te zijn van twee factoren. Ten eerste, de manier waarop de legeringselementen in de korrels zijn gerangschikt, wordt verondersteld de dislocatie-opslagcapaciteit van de legering te vergroten. Ten tweede, de clustering van elementen tussen de korrels zou de groei van nanokristallen kunnen beperken, de samenhang van de korrels vergroten, en bestand zijn tegen verbrossing en het ontstaan ​​van defecten.

Nutsvoorzieningen, Zhu is van plan te werken aan het versterken van magnesium, een metaal dat nog lichter is dan aluminium. Hij werkt samen met het ministerie van Defensie aan een project om magnesiumlegeringen te maken die sterk genoeg zijn om te worden gebruikt als kogelvrije vesten voor soldaten.

Zhu's collega's op de Natuurcommunicatie paper zijn verbonden aan de Universiteit van Sydney in Australië; de Universiteit van Californië, Davis; en Ufa State Aviation Technical University in Rusland.