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Ha potuto l'acciaio eccellente dare ad orto impianti una grande spinta?

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L'università di California, ricercatori di San Diego ha inventato una lega d'acciaio che può resistere alla pressione estrema senza piegare, scalfire, o rompersi.

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I ricercatori hanno fabbricato possibilmente il più forte tipo di acciaio mai hanno fatto.

La nuova lega d'acciaio non scalfirà o non si romperà a meno che sottoposto agli importi estremi di pressione-più di 12,5 giga-Pascal o di circa 125.000 atmosfere, secondo Olivia Graeve, un professore di ingegnere meccanico a Jacobs School di ingegneria all'università di California, San Diego. Graeve ha condotto la progettazione e lo sforzo di montaggio per l'acciaio, di cui la struttura atomica unica lo differenzia da altre leghe del metallo.

«Gli atomi si organizzano in questi bei sistemi cristallini. Quello significa che gli atomi sono situati nelle posizioni molto specifiche e ripetibili,» Graeve ha spiegato. «Questo materiale non è come quello. La disposizione degli atomi è completamente casuale.»

I ricercatori all'università della California del Sud hanno preso il materiale che il gruppo di Graeve lo ha fatto e verificato, con una lega fatta da un insieme differente delle polveri di metallo. Alle pressioni più basse, hanno visto poca differenza fra l'elasticità dei materiali. Quando hanno sottoposto entrambi a pressione estrema, l'super-acciaio, nominato SAM2X5-630, era il chiaro vincitore, secondo Veronica Eliasson, professore associato di ingegnere meccanico aerospaziale e a USC.

«A volte dovete mettere in evidenza le grandi pistole realmente per colpirlo duro e poi realmente vedete, wow, c'è una differenza,» Eliasson ha detto.

La ricerca è stata sostenuta dall'agenzia di riduzione di minaccia della difesa. La nuova lega ha potuto avere una vasta gamma di applicazioni, dai taglienti, all'armatura per i soldati, alle intelaiature meteora-resistenti, secondo una dichiarazione da Uc San Diego. Quella lista potrebbe espandersi per comprendere gli apparecchi medici, questi ricercatori hanno detto.

«Penso che a lungo termine questo sia probabilmente un buon candidato,» Eliasson ha detto. «Sembra essere ragionevolmente buono quando ha urtato o conforme allo sforzo. Perché non esaminarlo?»

Graeve ha detto che la nuova lega ha potenziale come rivestimento e da sè. Si è domandata se potesse essere usata per fare gli impianti dell'anca.

«Sia inossidabili che di titanio sono usati per quelle applicazioni (con) la capacità di resistere al deterioramento o corrosione nel corpo,» Graeve ha detto. «Immaginerei che questo potrebbe avere le stesse capacità.»

«Non lo ho provato, ma suona molto ragionevole,» ha aggiunto. «Questo materiale ha resistenza all'usura molto alta.»

Tale durezza da usura hanno potuto essere particolarmente attraenti, dato la storia a quadretti degli apparecchi medici quali gli impianti tutti di metallo dell'anca. In primo luogo presentato verso la fine degli anni 90, gli impianti tutti di metallo dell'anca erano probabilmente più forti di altri tipi di impianti ad eccezione di quelli hanno fatto di ceramici, che sono duro ancora fragili. È risultato, sebbene, che gli impianti hanno avuti questioni serie, logorare e liberanti gli ioni del cobalto e del cromo. Questi ioni possono filtrare nel tessuto locale vicino al sito di un impianto, potenzialmente distruggendo l'osso ed il muscolo. Se questi ioni riescono ad entrare nell'apparato circolatorio di un paziente, possono danneggiare i reni, il fegato, la milza ed i linfonodi prima dell'eliminazione dal corpo attraverso urina.

Per creare il super-forte acciaio, Graeve ha detto lei e le sue polveri di metallo miste del gruppo in una muffa della grafite, ha pressurizzato loro a 100 megaPascals, o 1000 atmosfere ed esposto ad una corrente potente di 10.000 A a °F 1165 (°C) 630 durante il processo chiamato sinterizzazione del plasma della scintilla.

I ricercatori ritengono che l'acciaio debba la sua forza eccellente alla casualità con cui gli atomi sono organizzati. Ha piccole regioni cristalline, soltanto alcuni nanometri nella dimensione con soltanto i suggerimenti della struttura, Graeve ha spiegato.

Il gruppo di ricerca, anche dall'istituto di tecnologia della California, descrive il montaggio del materiale e le prove in un'emissione recente dei rapporti scientifici della natura.

Hanno lavorato al progetto per 3 anni del ½, completante l'autunno scorso il progetto. Lo hanno passato, ma vorrebbero perseguire ulteriore, secondo Eliasson.

«L'ultimo insieme dei risultati era così buono, qualcuno deve prenderlo e qualcuno deve bighellonare con un poco più,» ha detto. «Eventualmente quello è noi.»