Нове покриття поверхні робить сталь надійніше, безпечніше і міцніше

Дослідники з Гарвардської школи інженерних і прикладних наук (SEAS) імені Джона А. Полсона розробили нове поверхневе покриття, яке може зробити сталь надійніше, безпечніше і міцніше. Про це повідомили у Всесвітній асоціації виробників сталі Worldsteel у вівторок.

Покриття, виготовлене з жорсткого нанопористого оксиду вольфраму, є найбільш міцним антикорозійним матеріалом на сьогоднішній день, здатним зберегти сталь від будь-якої їх існуючих рідин навіть в разі значно руйнування поверхні деталі. Крім того, таке покриття має анти-обростають властивостями, які дозволяють використовувати його без фарбування в підводних деталях, наприклад, на днищах морських судів.

Команда професора матеріалознавства Джоанна Айзенберга вперше ковзаючі волого-відбивні пористі поверхні в 2011 році і з тих пір демонструє широкий спектр розробок в цій галузі. Новий продукт описаний в Nature Communications.

«Наша сталь на кілька порядків більш міцна, ніж будь-який анти-обростає матеріал, який був розроблений раніше», - сказав Айзенберг. «Поки ці два поняття - механічна міцність і анти-обростання - були протиставлені один одному. Нове дослідження показує, що ми спроектували матеріал, здатний виконувати кілька суперечливі функції без погіршення продуктивності ».

Найбільшою проблемою в отриманні нової поверхні було з'ясувати, як сталева конструкція забезпечує стримування зростання мікроорганізмів і водоростей без механічного руйнування. Команда вирішила це за допомогою електрохімічної техніки виростивши ультратонку плівку з сотень тисяч вольфрам-оксидних острівців безпосередньо на сталевий поверхні.

«Якщо одна частина вольфрамового острова зруйнована, шкоди не поширюється на інші частини поверхні через відсутність взаємозв'язку між сусідніми островами», сказав Олександр Б. Теслер, колишній науковий співробітник SEAS. «Цей принцип ізольованих острівців, в поєднанні з міцністю і шорсткістю оксиду вольфраму дозволяє поверхню зберегти властивості поверхні після абразивної обробки, що було неможливим до сих пір».

Нові матеріали можуть знайти досить широке застосування, в тому числі в медичних інструментах і приладах, таких як імплантати і скальпелі, в форсунках принтерів для 3-D друку і, можливо, при будівництві будівель і морських судів.

У той час як протягом останніх 50 років було розроблено безліч марок сталі, сталеві поверхні залишилися в основному без змін. «Це дослідження є прикладом класичного матеріалознавства», - сказав Айзенберг. «Ми взяли матеріал, який змінив світ і запитали, як ми можемо зробити його краще?»

Нова науково-дослідницька робота