Νέα μορφή χάλυβα είναι σκληρή, ελαφριά και φθηνή

Το βάρος των αυτοκινήτων και άλλων μηχανών θα μπορούσε να μειωθεί σημαντικά χάρη σε μια νέα μορφή ατσαλιού. Ερευνητές στη Νότιο Κορέα βρήκαν τρόπο να μειώσουν την πυκνότητα και παράλληλα να αυξήσουν την αντοχή του χάλυβα στα επίπεδα του τιτανίου.

Η ανάπτυξη ελαφρών και ταυτόχρονα ανθεκτικών κραμάτων είναι μια άσκηση ισορροπίας: τα ελαφρύτερα υλικά τείνουν να είναι λιγότερο σκληρά και ανθεκτικά, ενώ τα βαρύτερα, ή πιο πυκνά, υλικά, είναι μεν σκληρά αλλά ταυτόχρονα είναι και πιο εύθρυπτα -όπως μια άκαμπτη πλάκα γυαλιού που θρυμματίζεται όταν πέσει στο πάτωμα.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας Ποχάνγκ στη Νότιο Κορέα πέτυχαν μια καλή ισορροπία. Όπως αναφέρουν στην επιθεώρηση Nature, δημιούργησαν μια ελαφριά αλλά ανθεκτική μορφή χάλυβα χρησιμοποιώντας αλουμίνιο.

Ο χάλυβας είναι εξ' ορισμού κράμα σιδήρου και άνθρακα. Υπάρχουν ωστόσο χιλιάδες παραλλαγές του που περιέχουν κι άλλα στοιχεία όπως το νικέλιο, το μαγγάνιο ή το αλουμίνιο.

Το αλουμίνιο σχηματίζει εξαιρετικά ανθεκτικά σύμπλοκα με τον σίδηρο, τα οποία όμως τείνουν να διατάσσονται σε μικροσκοπικές φλέβες που κάνουν το κράμα εύθρυπτο. Για να κατατείνουν το αλουμίνιο πιο ομοιόμορφα στο κράμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν νικέλιο, το οποίο είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ομοιόμορφων, μικρότερων συμπλόκων με διαστάσεις στην κλίμακα των νανομέτρων.

Το κράμα που προέκυψε είναι ανθεκτικό, ελαφρύ και όλκιμο, μπορεί δηλαδή να λαμβάνει το επιθυμητό σχήμα. Το μεγαλύτερο ατού του είναι όμως το χαμηλό κόστος, πολύ χαμηλότερο από άλλα ελαφριά αλλά ανθεκτικά μέταλλα όπως το τιτάνιο.

Χάρη στο μειωμένο βάρος, ένα αυτοκίνητο κατασκευασμένο από τον νέο χάλυβα θα εξοικονομούσε 20 λίτρα καυσίμου ανά 100 χιλιόμετρα, υπολογίζει η μελέτη.

Όπως τονίζει ο δικτυακός τόπος του Nature, οι ερευνητική ομάδα έχει ήδη ξεκινήσει επαφές για την αξιοποίηση του κράματος με τη νοτιοκορεατική POSCO, μια από τις μεγαλύτερες χαλυβουργίες του κόσμου.

Χάρη στην ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας της, η Νότιος Κορέα αύξησε κατά 50% την παραγωγή χάλυβα από το 2005 έως σήμερα.