Китайские металлурги создали сталь, которая тянется как жвачка и при этом обладает сверхкрепостью. В Японии изобрели сплав легче пушинки, а в России представили прочный, но пластичный материал. Какие невероятные виды металлов придумывают инженеры? Где изобрели "вечную" сталь? Может ли металл избавить человечество от гриппа? И когда в космос полетят ракеты-жвачки? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Где применяют сталь, которая легче пушинки
В марте во время шестого этапа гонок NASCAR в американском Остине случился громкий скандал. Во время одного из заездов пилот Джоуи Гейз запустил бампером своего автомобиля в болид соперника. Тот пытался обогнать Гейза, но не рассчитал скорость – произошло столкновение. В результате гонщик потерял управление, бампер и… самообладание. А ведь ему повезло: аварии во время гоночных заездов нередко заканчиваются куда хуже.
Корпуса современных болидов делают из углеволокна. Это легкий и прочный материал, но при авариях его прочности часто бывает недостаточно – от сильных ударов болиды частенько разлетаются на части. Решение проблемы нашли в Японии: там предлагают делать автомобили из стали. Многие скажут, что на автомобиле из тяжелого сплава особо не погоняешь, да и топлива он будет жечь в разы больше.
Но не стоит торопиться с выводами, ведь в Токио изобрели суперсталь. Она на 30 процентов легче обычной и весит практически как алюминий. При этом новый материал обладает колоссальным пределом прочности – до двух тысяч мегапаскалей. Это как вес 24 слонов, которые давят на участок размером с почтовую марку.
Технологию изготовления суперстали японцы держат в строгом секрете. Но известно, что в ее основе традиционный сплав железа с углеродом.
"Мы создали комбинацию из нескольких современных сортов стали. Благодаря высокой прочности из этого материала можно делать более тонкие арматурные стержни и кузовные панели. Наша разработка будет на равных конкурировать с алюминием, углеродным волокном, магнием и другими легкими конструкционными материалами", – отметил инженер сталелитейной компании Сейа Исии.
Правда, цена сверхпрочного сплава пока неизвестна. Вполне возможно, что обычный седан с таким кузовом будет стоить дороже гоночного болида. А во сколько может обойтись габаритная сельхозтехника из суперстали, сложно даже представить.
Какая техника будет служить почти вечно
Поломка сельхозтехники в чистом поле – страх любого фермера. В университете имени Тимирязева придумали, как сделать тракторы, культиваторы и комбайны практически вечными. Там создали высокопрочную сталь для аграрного машиностроения. Чтобы это стало возможно, понадобилось три года испытаний. Сначала искали идеальный рецепт сплава, а затем образцы нагревали, сжимали, охлаждали, заливали водой и даже пытались порвать.
"Один из основных показателей металла – это предельная прочность. И по оценке предельной прочности можно определить долговечность любого изделия. На разрывной машине мы как раз проводим эти исследования. Используя серийную лапу, мы приваривали пластинки с нашего металла и определяли его стойкость. И эта технология, мы просчитали, является наиболее экономичной", – рассказал доктор технических наук, заведующий кафедрой "Материаловедение и технология машиностроения" РГАУ-МСХА им. Тимирязева Сергей Гайдар.
Сталь высокой прочности делают и за рубежом, но там в состав добавляют огромное количество дорогих тугоплавких металлов – молибдена, ниобия и титана. А в университете имени Тимирязева сделали ставку на своеобразную закалку сплава.
"До настоящего времени сталь закупалась или в Китае, или американские стали. И на тот момент мы уступали где-то в два раза по износостойкости. Та сталь, которую мы получили, превосходит зарубежные аналоги в три раза в среднем. Наше основное воздействие было на свойства стали, это термическая обработка. Мы разрабатываем рецептуру, несколько вариантов, и в каждой рецептуре мы подбирали термическую обработку", – пояснил ученый.
По предварительным расчетам, наша сталь будет стоить на 20 процентов дешевле импортной, ведь дорогих добавок здесь меньше десяти процентов.
Может ли сталь избавить людей от гриппа
Бороться с вирусами теперь поможет… сталь. В Гонконге создали нержавейку, которая уничтожает заразу: в ее составе много меди, а этот металл обладает антибактериальными свойствами.
"Мы скорректировали химический состав и микроструктуру нержавеющей стали. И смогли добиться того, что бактерии и вирусы на ее поверхности погибают мгновенно. Притом, что на обычной стали они могут жить до трех дней. Использование нашего материала поможет существенно замедлить распространение сезонных заболеваний, а, возможно, и предотвратить эпидемии", – говорит профессор кафедры машиностроения Гонконгского университета Минсинь Хуан.
Из такого сплава ученые предлагают делать дверные ручки, поручни и кнопки лифтов. Вот только неизвестно, согласятся ли на такую инновацию производители – антибактериальная нержавейка будет стоить намного дороже обычной.
Когда в космос полетят ракеты-жвачки
В Китае уверены, делать ракеты нужно из стали-тянучки. В Поднебесной разработали сплав с прочностью металла и эластичностью резины – фактически, сделали невозможное. Ведь до сих пор считалось, что прочность и эластичность – взаимоисключающие свойства
Открытие само по себе стало сенсацией. Еще удивительнее то, что сделали его не люди, а искусственный интеллект.
"Он разработал новый дизайн наноструктуры, а ученые придумали, как ее создать. Необработанный легированный материал выплавляют при температуре от 650 до 800 градусов. После сталь окунают в жидкий азот при температуре почти минус 200 градусов. Ну и в довершение снова разогревают до 300 градусов. Из-за перепада условий и образуется новая кристаллическая структура", – рассказал профессор школы материаловедения и инженерии Наньянского технологического университета Сяодун Чэнь.
Такая сталь принимает самые сложные формы. Пластичный металл можно растянуть на четверть и не повредить структуру. Но это не самое впечатляющее свойство – эластичность позволяет сплаву поглощать энергию столкновения.
А значит, автомобили с корпусом из такого материала смогут пережить любые аварии. Дома на сваях из тянущейся стали устоят при землетрясениях. Сделанные из этого металла космические корабли будут практически неуязвимы. И все это совсем скоро. Разработчики уже собирают предложения по запуску стали-тянучки в массовое производство.
О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.