Berkeley, Oxford ve ortak kurumlardan araştırmacılar Nature'da, iki niyobyum-titanyum alaşımının 20 kelvinde nano ölçekli ikizlenme sayesinde çatlamaya direndiğini bildirdi; bulgu aşırı soğuk malzemelerine yol gösterebilir.

Kaliforniya Üniversitesi Berkeley, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Oxford Üniversitesi'nden araştırmacılar, iki deneysel metal alaşımının 20 kelvinde, yani -253 °C'de (-424 °F) dikkat çekici ölçüde hasara dayanıklı kaldığını bildirdi; benzer metaller bu sıcaklıkta normalde kırılganlaşır. 14 Ekim'de Nature'da yayımlanan çalışma, demir, tungsten ve krom gibi metalleri içeren ve aşırı soğukta sünekten kırılgana geçişiyle bilinen hacim merkezli kübik metalleri konu alıyor. Ekibe göre, ikisi de niyobyum ve titanyumdan yapılan alaşımların hiçbiri test edilen en düşük sıcaklıkta kırılgan davranışa doğru ölçülebilir bir kayma göstermedi.

Araştırmacılar açıklamanın, gerilimle başa çıkmanın farklı bir yolunda yattığını söylüyor. Bu metaller genellikle dislokasyon adı verilen kristal kusurlarının hareketiyle şekil değiştirir, ancak sıcaklık düştükçe dislokasyonları hareket ettirmek zorlaşır; böylece küçük bir çatlak yayılıp kırılmaya yol açabilir. Yeni alaşımlarda ekip, kristalin küçük bölgelerinin ayna görüntüsü örüntülerde yeniden düzenlendiği nano ölçekli ikizlenmeyi ve kristal yapıda yerel bir değişimi gözlemledi. Bu bölgeler komşu kristallerin sınırlarına ulaştığında gerilimi yoğunlaştırıyor ve yeni dislokasyonlar üretiyor; böylece metal çatlamak yerine şekil değiştirmek için yeni yollar kazanıyor. Deneylerde numuneler gerilirken helyumla soğutma ve Oxfordshire'daki ISIS Nötron ve Müon Kaynağı'nda nötron ışını kullanıldı; ardından elektron mikroskobu, atom probu analizi ve bilgisayar modellemesi yapıldı.

Yazarlar sonucun bu metallerdeki kırılganlığın nasıl anlaşılması gerektiğini değiştirdiğini savunuyor: arayüzlerde yeni dislokasyon yaratma yeteneği, mevcut dislokasyonların ne kadar kolay hareket ettiği kadar önemli olabilir. Bunun kriyojenik koşullar için yapısal metaller tasarlamaya yol açabileceğini, enerji sistemleri, ulaşım ve havacılık-uzay alanlarıyla ilgili olabileceğini öne sürüyorlar. Bulgular iki deneysel alaşım üzerindeki laboratuvar testlerine dayanıyor; bu haber, makalenin bağımsız okunmasına değil ScienceDaily aracılığıyla dağıtılan bir üniversite basın bültenine dayanıyor, dolayısıyla yaklaşımın ticari malzemelere ne kadar kolay aktarılabileceği henüz belirsiz.