Китайські матеріалознавці розробили інноваційний метод зміцнення металів, перетворивши традиційно шкідливі порожнечі в золоті на компонент, який підвищує його міцність і пластичність, що відкриває нові можливості для застосування цього металу в промисловості.
Зазвичай порожнечі в металах вважаються дефектами, які знижують їхню міцність, роблячи матеріал крихким. Проте нове дослідження показало, що рівномірне розподілення нанопорожнин у чистому золоті може навпаки зміцнити метал. Вчені досягли цього, створивши нанорозмірні пори діаметром приблизно 30 нанометрів, видаляючи срібло зі сплаву золота за допомогою контрольованої корозії. Після цього дослідники стискали та нагрівали зразки при температурі 424,85 °C, що сприяло перетворенню пор на більш стабільні сфери з мінімальним діаметром 18 нанометрів.
Випробування на механічні характеристики показали, що перфороване золото стало набагато міцнішим: межа плинності збільшилась на 107%, а відношення міцності до ваги — на 118% при наявності 5% порожнин. Особливо цікаво, що зразки з більшими порами виявили високу пластичність разом із зростанням міцності, що робить нову технологію особливо перспективною.
Ключовою відмінністю цього методу є рівномірний розподіл пор у структурі металу, що мінімізує концентрацію напруги в одному місці, запобігаючи утворенню тріщин. За словами дослідників, оптимальний діаметр пір для зміцнення золота становить 101-102 нанометри, що дозволяє зберегти пластичність при збільшенні міцності.
Цей підхід, який можна назвати “компонентом з нульовою масою”, не тільки знижує вагу металу на 10%, але й покращує його фізичні властивості. Перфороване золото має потенціал застосування в електроніці для обробки контактів, але науковці планують також адаптувати цю технологію для міді, яка широко використовується в електронних пристроях.