Сверхэластичный сплав выдержал экстремальные температуры от -269°C до +127°C — новое слово для космоса и медицины

Исследователи из Университета Тохоку разработали инновационный сверхэластичный сплав, основу которого составляют титан и алюминий (Ti-Al). Этот материал сохраняет свои свойства в широком температурном диапазоне — от -269°C (температура жидкого гелия) до +127°C. Сплав сочетает в себе лёгкость, прочность и возможность полностью восстанавливать форму после деформации, что открывает новые перспективы в области космических технологий, медицины и энергетики.

Отличительной чертой этого сплава является рекордный диапазон рабочих температур. «Это первый в своём роде материал, обладающий сверхэластичностью при экстремально низких температурах, а также при нагреве свыше 100°C, сохраняя при этом лёгкость и прочность. Ранее подобные характеристики считались невозможными», — сообщил Шэн Сю, доцент Института междисциплинарных исследований Университета Тохоку. По его словам, сплав идеально подходит для космических миссий, например, для изготовления шин луноходов, выдерживающих резкие перепады температур от -170°C ночью до +120°C днём на поверхности Луны.

Эта технология также найдёт применение в будущей «водородной экономике», где требуются материалы, сохраняющие стабильность при сверхнизких температурах хранения водорода (-253°C). В медицине подобный сплав может использоваться для создания стентов и имплантатов, сохраняющих гибкость и функциональность в широком диапазоне условий. Это значительный шаг вперёд по сравнению с существующими сплавами с памятью формы, которые работают только в ограниченных температурных условиях.

Для разработки материала учёные применили фазовые диаграммы, тщательно подбирая компоненты и их соотношение. Контроль микроструктуры и оптимизация термообработки позволили получить необходимый баланс между эластичностью и прочностью. «Мы не просто создали новый материал — мы предложили принципиально новый подход к проектированию сплавов через управление дефектами кристаллической решётки», — подчеркнул Сю.

Это исследование выходит за рамки практических решений, устанавливая новые стандарты в материаловедении. Учёные ожидают, что методика, использованная при создании Ti-Al-сплава, ускорит разработку других многофункциональных материалов для экстремальных условий, начиная от квантовых компьютеров и заканчивая авиационными двигателями. Как подчёркивают авторы, следующей целью станет масштабирование производства и проверка сплава в реальных условиях, в том числе на МКС и в ходе клинических испытаний медицинских изделий.

Источник: iXBT