Ученые MIT обнаружили, что металлы хранят секретные атомные узоры
Скрытые атомные структуры, сохраняющиеся в металлах после промышленной обработки, открывают новые возможности для управления свойствами материалов в аэрокосмической и ядерной отраслях
Короткое резюме
Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что металлы сохраняют скрытые атомные узоры, которые ранее считались исчезающими в процессе промышленного производства. Эти химические структуры возникают из-за микроскопических дислокаций, которые направляют атомы в предпочтительные расположения, а не в случайные. Открытие указывает на новый физический принцип в металловедении.
Используя машинное обучение и молекулярно-динамическое моделирование, учёные отследили движение миллионов атомов во время обработки металлов. Они обнаружили, что дислокации — трёхмерные искажения атомной решётки — имеют химические предпочтения и стремятся разрывать наиболее слабые связи, создавая устойчивые неравновесные состояния. Эти структурные шаблоны сохраняются даже после экстремальных производственных процессов, таких как деформация и нагрев.
Открытие позволяет инженерам рассматривать атомные узоры как инструмент для тонкой настройки свойств металлов. Это может найти применение в аэрокосмической промышленности, ядерных реакторах и полупроводниковых технологиях, где требуются материалы с оптимизированной прочностью, радиационной стойкостью и способностью ускорять химические реакции.
Устойчивость атомных узоров
Металлы никогда не достигают полностью случайного атомного распределения, независимо от интенсивности промышленной обработки
Роль дислокаций
Микроскопические дефекты кристаллической решётки направляют атомы в предпочтительные расположения, создавая устойчивые химические структурные шаблоны
Неравновесные состояния
В процессе производства формируются совершенно новые атомные конфигурации, не встречающиеся в естественных условиях
Практическое применение
Управление атомными узорами открывает возможности для создания материалов с улучшенными свойствами для критических применений
Текст сгенерирован с использованием ИИ
