Через понад 80 років після атомного бомбардування Хіросіми дослідники знайшли на місці катастрофи метал зі структурою, якої досі не бачили ані в природі, ані серед створених людиною матеріалів. Крихітний кристал завдовжки близько 10 мікрометрів ховався всередині скляних кульок, розсіяних у піску затоки Хіросіми.
Скло, народжене вибухом
Ці скляні кульки самі по собі — свідки трагедії 6 серпня 1945 року. Під час вибуху температура перевищила 7000 градусів Цельсія, розплавивши й випаривши пісок, бетон і метал міста. Розпечена речовина злетіла вгору, а потім, стрімко охолоджуючись у повітрі, застигла мільйонами дрібних скляних намистин — їх називають хіросімаїтами. Саме такі частинки досі осідають у прибережному піску.
Досліджуючи 34 зразки такого скла, команда під керівництвом фізика Луки Бінді виявила всередині одного з них незвичне металеве вкраплення.
Сплав, який неможливо повторити
Кристал виявився складним сплавом одразу семи елементів — заліза, хрому, нікелю, марганцю, молібдену, алюмінію та кремнію. Метали в ньому впорядковані так, як не трапляється в жодному відомому природному мінералі чи промисловому матеріалі. Ідеться про так званий високоентропійний сплав — клас матеріалів, що славиться винятковою міцністю, стійкістю до корозії й до високих температур.
Створити таке звичайними металургійними методами неможливо. Унікальну структуру породило поєднання екстремальних умов: спершу тепло вибуху випарувало навколишні матеріали, змішавши їхні атоми, а миттєве охолодження «заморозило» цю суміш у нетиповому впорядкуванні, перш ніж атоми встигли перебудуватися звичним чином. Результати дослідження опубліковано в журналі Science Advances.
Практичної користі з єдиної 10-мікрометрової крихти, звісно, не отримати — відтворити матеріал у лабораторії поки неможливо, бо точні умови його утворення невідомі. Але сама знахідка цінна як наукова: вона показує, що навіть катастрофа здатна створювати структури, до яких матеріалознавство лише підбирається, і підказує, у якому напрямі шукати нові надміцні сплави майбутнього.
Нагадаємо, раніше ми писали про інший приклад того, як екстремальні умови формують незвичну матерію: під розпеченою до 465 градусів поверхнею Венери, як з’ясувалося, досі відбуваються геологічні процеси, здатні перекроювати цілі регіони планети.
