Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW), Австралия, обнаружили то, что можно назвать самым термостабильным материалом в мире на сегодняшний день. Этот новый материал с нулевым тепловым расширением является сложным соединением скандия, алюминия, вольфрама и кислорода, его объем остается практически неизменным в диапазоне температур от 4 до 1400 K (-269 до 1126 градусов Цельсия).
Указанный выше диапазон термостабильности является самым широким по отношению к любым другим термостабильным материалам, созданным ранее. Это, в свою очередь, делает новый материал Sc1.5Al0.5W3O12 идеальным кандидатом для создания устройств и аппаратов, работающих в условиях чрезвычайных температурных перепадов.
Примером использования нового материала является область аэрокосмической техники, где комплектующие самолетов и космических аппаратов должны работать в условиях экстремального холода в космосе или экстремальной жары во время запуска или возвращения. К примеру, небезызвестный самолет-разведчик SR-71 Blackbird за счет защитного покрытия мог выдерживать тепловые перегрузки при движении на скорости до 3.4 Маха. Новый же материал позволит гиперзвуковому летательному аппарату выдерживать скорость от 5 Махов и больше.
Кроме этого новый термостабильный материал найдет применение и в медицине, где температурные перепады не столь велики, но даже очень малое тепловое расширение может вызвать критические проблемы.
Как это часто бывает в науке, открытие нового материала было совершенно случайным событием. "Мы проводили ряд исследований, связанных с аккумуляторными батареями" - пишут исследователи, - "И совершенно случайно, перебирая различные варианты, мы наткнулись на данный состав, обладающий исключительными тепловыми характеристиками".
Процесс теплового расширения обычных материалов при увеличении температуры происходит за счет увеличения межатомных связей. В некоторых случаях атомы также начинают вращаться, из-за чего они начинают занимать большее пространство в кристаллической решетке, что затрагивает общий объем материала. В новом же материале при увеличении температуры, происходит уникальная ситуация - атом кислорода перемещается на другое место в структуре, изменяются длины и углы межатомных связей, но все это вместе не приводит к изменениям объема.
