طور الباحثون سبيكة معدنية من الكوبالت والنيكل والفاناديوم مصمَّمة على المستوى الذري لتحافظ على قوتها ومرونتها حتى عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى –186 درجة مئوية.
كيف صُممت السبيكة
اعتمد الفريق على معالجة حرارية وتشكيل ميكانيكي دفعا الذرات إلى اصطفاف في نمطين متداخلين: تنظيم قصير المدى على مستوى جزر تحت النانوية وتنظيم طويل المدى على نطاق النانو. هذا التنظيم المزدوج يعرقل نمو الشقوق داخل المعدن ويمنع انتقال الهشاشة، ما يمنح السبيكة قدرة أكبر على امتصاص الإجهاد والبقاء مطيعة حتى في البرودة الشديدة.
يعزى تحسن السلوك عند درجات الحرارة القارسة إلى هذا التحكم الذري في البنية، بينما تُظهر التجارب السابقة أن المعادن التقليدية تصبح أكثر هشاشة في البرد، إذ أظهرت اختبارات على فولاذ قديم زيادة كبيرة في الهشاشة مقارنة بالمعادن الحديثة عند درجات حرارة التجمد.
نتائج الاختبارات
أظهرت اختبارات الشد عند –186°C أن السبيكة تقاوم التشقق وتحتفظ بمستوى عالٍ من القوة واللدونة، حيث تحمّلت إجهادات كبيرة دون أن تنهار أو تفقد متانتها كما يفعل كثير من المعادن التقليدية عند هذه الدرجات.
تطبيقات محتملة
تفتح هذه السبيكة آفاقاً عملية في صناعات الفضاء لصناعة مكونات المركبات القادرة على تحمل برودة الفضاء العميق، وفي بنية تخزين ونقل الوقود المبرد مثل خزانات الغاز الطبيعي المسال وأنابيب النقل، إضافة إلى أنظمة تخزين الهيدروجين والأكسجين المبردة، مما يجعلها مادة واعدة لمستقبل الطاقة والرحلات الفضائية ويدفع نحو تطوير سبائك جديدة بخصائص محسنة لمواجهة البرودة القاسية.
