Спустя более 80 лет после атомной бомбардировки Хиросимы исследователи обнаружили на месте катастрофы металл со структурой, которую до сих пор не видели ни в природе, ни среди созданных человеком материалов. Крошечный кристалл длиной около 10 микрометров скрывался внутри стеклянных шариков, разбросанных по песку залива Хиросимы.
Стекло, рожденное взрывом
Эти стеклянные шарики сами по себе — свидетели трагедии 6 августа 1945 года. Во время взрыва температура превысила 7000 градусов по Цельсию, расплавив и испарив песок, бетон и металл города. Раскалённое вещество взлетело вверх, а затем, стремительно остывая в воздухе, застыло в виде миллионов мелких стеклянных бусинок — их называют хиросимаитами. Именно такие частицы до сих пор оседают в прибрежном песке.
Исследовав 34 образца такого стекла, команда под руководством физика Луки Бинди обнаружила внутри одного из них необычное металлическое включение.
Сплав, который невозможно повторить
Кристалл оказался сложным сплавом сразу семи элементов — железа, хрома, никеля, марганца, молибдена, алюминия и кремния. Металлы в нём упорядочены так, как это не встречается ни в одном известном природном минерале или промышленном материале. Речь идет о так называемом высокоэнтропийном сплаве — классе материалов, славящемся исключительной прочностью, устойчивостью к коррозии и высоким температурам.
Создать такое с помощью обычных металлургических методов невозможно. Уникальная структура возникла благодаря сочетанию экстремальных условий: сначала тепло взрыва испарило окружающие материалы, смешав их атомы, а мгновенное охлаждение «заморозило» эту смесь в нетипичном упорядочении, прежде чем атомы успели перестроиться привычным образом. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Практической пользы от одной 10-микрометровой крошки, конечно, не извлечь — воссоздать материал в лаборатории пока невозможно, поскольку точные условия его образования неизвестны. Но сама находка ценна с научной точки зрения: она показывает, что даже катастрофа способна создавать структуры, к которым материаловедение только приближается, и подсказывает, в каком направлении искать новые сверхпрочные сплавы будущего.
Напомним, ранее мы писали о другом примере того, как экстремальные условия формируют необычную материю: под раскалённой до 465 градусов поверхностью Венеры, как выяснилось, до сих пор происходят геологические процессы, способные перекроить целые регионы планеты.
