Phát hiện hợp kim cứng nhất trên trái đất được gọi là "vật liệu kỳ diệu"

Nhắc đến độ cứng, chúng ta nghĩ ngay tới crom, khi đây là kim loại cứng nhất mà con người từng biết đến, với độ cứng là 8,5 dựa theo thang Mohs. Kim loại này thậm chí có khả năng cắt được cả thủy tinh.

Tuy nhiên, một hợp kim giữa crom, coban và niken có tên hóa học là CrCoNi mới là vật chất cứng nhất trên Trái Đất. Vật liệu này bền vững một cách ấn tượng, có thể chống lại sự biến dạng vĩnh viễn, đồng thời cực kỳ dẻo, có thể uốn cong.

Hợp kim của crom, coban và niken (CrCoNi) khi được quan sát dưới kính hiển vi. (Ảnh: Berkeley Lab).

Theo BGR, dựa trên các thử nghiệm cũng như các phát hiện được công bố trên tạp chí Science, hợp kim này mạnh hơn graphene gấp 100 lần và được coi là “vật liệu kỳ diệu”.

Để kiểm tra độ bền của vật liệu cứng nhất Trái đất mới được phát hiện, các nhà nghiên cứu đã đặt nó ở nhiệt độ cực lạnh. Thông thường, kim loại và hợp kim có xu hướng bị nứt hoặc gãy khi nhiệt độ hạ xuống quá nhiều nhưng hợp kim này lại trở nên bền hơn và có khả năng chống đứt gãy tốt hơn.

Nhiều vật liệu trở nên giòn và dễ gãy khi nhiệt độ bắt đầu giảm. Đó là một phần lý do tại sao nhiệt độ lạnh lại gây nguy hiểm cho các đường ống lộ ra ngoài trong mùa đông. Tuy nhiên, hợp kim đặc biệt này đã làm điều ngược lại. Hơn nữa, là vật liệu cứng nhất Trái đất, độ bền của nó cao gấp hàng trăm lần so với hợp kim nhôm được sử dụng trong máy bay.

Theo các nhà khoa học, tiềm năng của “vật liệu kỳ diệu” là rất cao. Nó không chỉ có thể cho phép tạo ra các tàu vũ trụ mạnh mẽ hơn mà còn có thể được sử dụng trong các thùng chứa chống vỡ để lưu trữ năng lượng sạch sử dụng sau này. Mặc dù vậy, việc sử dụng vật liệu cứng nhất trên Trái đất này sẽ rất tốn kém, vì vậy việc ứng dụng rộng rãi có thể bị hạn chế trong tương lai gần.

Điều quan trọng cần lưu ý là hợp kim cụ thể này không hoàn toàn mới. Nó đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trên các bộ phận cơ khí, tuy nhiên nghiên cứu mới chứng minh các đặc tính mà trước đó chưa phát hiện ra.

Hợp kim này không phải là vật liệu cứng duy nhất có trên Trái đất. Graphene cũng cực kỳ bền, mặc dù nó không bền bằng “vật liệu kỳ diệu” ở trên khi được giữ ở nhiệt độ thấp nhưng graphene có lợi ích là nhẹ.

Theo trang Howstuffworks, graphene cứng hơn thép 200 lần, nhẹ hơn giấy 1.000 lần, trong suốt 98% và dẫn điện tốt hơn bất kỳ vật liệu nào khác từng biết. Ngoài ra, chất liệu này có thể chuyển đổi ánh sáng ở bất kỳ bước sóng nào thành dòng điện. Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, graphene được làm từ carbon, nguyên tố phong phú thứ tư trong vũ trụ, vì vậy gần như không bị cạn kiệt.

Từ phát hiện nói trên, các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới bắt đầu tìm cách sử dụng "siêu vật liệu" này để chế tạo ra các loại pin mạnh và bền hơn, vi mạch nhanh hơn, mạch điện linh hoạt hơn, cảm biến sinh học và nhiều ứng dụng khác. Giới khoa học tin rằng chúng ta sẽ thấy điện thoại thông minh, xe điện và cảm biến sử dụng công nghệ dựa trên graphene trong vài năm tới.

Minh Hoa (t/h theo báo Thanh Niên, Zing)