Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuw, glasachtig metaal ontwikkeld dat unieke eigenschappen heeft.

Vaak zijn materialen hard óf buigzaam. Glas is bijvoorbeeld hard en krasvast, maar je moet het niet willen buigen. De meeste metalen zijn daarentegen wat zachter, maar wel veel buigzamer. Marios Demetriou en zijn collega’s van het California Institute of Technology deden een poging om die eigenschappen te verenigen. En met succes.

De meest voorkomende metalen zijn buigzaam doordat de atomen waaruit ze zijn opgebouwd in een bepaald raster zitten en ten opzichte van elkaar kunnen verschuiven als het materiaal wordt belast. Amorfe materialen als glas hebben geen raster; de atomen liggen kriskras door elkaar.

Het idee om een amorf metaal te ontwikkelen is niet nieuw. Het kan worden gemaakt door een gesmolten metaalmengsel razendsnel te koelen zodat de atomen geen tijd hebben om zich te rangschikken. Maar die ‘glasachtige metalen’ bleken veel te bros. Tijdens het koelen klonteren kleine onvolkomenheden in het metaal samen en vormen zogenoemde bands, die bij een bepaalde belasting kunnen inscheuren.

Vreemd genoeg betekende dat obstakel de doorbraak waar Demetriou op wachtte. Als een bepaalde metaallegering juist extreem veel van dat soort onvolkomenheden vertoont, heffen die elkaar als het ware op. Er worden wel scheurtjes gevormd, maar die worden gestopt als ze op een andere band stuiten. En Demetriou slaagde er na 109 pogingen in de juiste legering te vinden, die de voorlopige naam DH3 kreeg.

Palladium met een snufje zilver en klein aantal andere metalen bleken de juiste ingrediënten voor het nieuwe ‘glasmetaal’. Volgens Demetriou is de combinatie van sterkte en hardheid in één materiaal uniek en is DH3 net zo sterk als het beste staal. Nadeel is alleen dat palladium te duur is om op grote schaal te gebruiken.

Bronnen: Nature News, ScienceDaily

Beeld: California Institute of Technology