Các nhà khoa học chế tạo thành công "siêu kim loại Hyperadaptor" gần như không thể bẻ cong

“Hyperadaptor” – Vật liệu kim loại không sợ nhiệt độ khắc nghiệt

Các nhà khoa học tại POSTECH (Hàn Quốc) đã công bố một bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực vật liệu: chế tạo thành công một loại hợp kim siêu bền mới dựa trên nền niken, thuộc nhóm hợp kim entropy cao (HEA – High-Entropy Alloy). Điều đặc biệt là hợp kim này vẫn giữ được độ bền và tính linh hoạt trong khoảng nhiệt độ rất rộng – từ cực lạnh –196°C đến cực nóng 600°C.

Loại hợp kim này được phát triển dựa trên khái niệm "Hyperadaptor", do Giáo sư Hyoung Seop Kim đứng đầu nhóm nghiên cứu tại POSTECH. Công trình đã được công bố trên tạp chí khoa học Materials Research Letters và thu hút sự chú ý lớn từ các ngành công nghiệp đòi hỏi vật liệu chịu nhiệt tốt như hàng không vũ trụ, ô tô, và năng lượng.

Chịu được mọi sự thay đổi nhiệt độ mà không biến dạng

Thông thường, kim loại dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ – ví dụ, chúng trở nên giòn ở nhiệt độ thấp hoặc mềm hơn ở nhiệt độ cao. Điều này làm giảm độ tin cậy của vật liệu trong các môi trường biến động khắc nghiệt.

Để khắc phục điều đó, nhóm nghiên cứu đã đưa vào hợp kim các hạt nano L1₂ cực nhỏ, được phân bố đều trong cấu trúc. Các hạt này ngăn chặn sự biến dạng và giúp hợp kim duy trì độ cứng mà vẫn linh hoạt, dù ở bất kỳ điều kiện thời tiết nào.

Khác biệt giữa HEA và hợp kim truyền thống

Không giống các hợp kim thông thường chỉ dựa vào một nguyên tố chính, HEA được tạo ra bằng cách trộn từ 5 nguyên tố trở lên với tỷ lệ gần bằng nhau. Cách phối trộn này tạo nên một cấu trúc nguyên tử ngẫu nhiên, còn gọi là entropy cấu hình cao – chính yếu tố này giúp HEA có độ bền, khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt vượt trội.

Nhờ những đặc tính đó, hợp kim HEA đang được kỳ vọng ứng dụng trong:

• Động cơ và hệ thống ống xả
• Turbine khí
• Đường ống trong các nhà máy hóa chất hoặc năng lượng

Ứng dụng thực tiễn và tương lai của Hyperadaptor

Theo Giáo sư Kim, “Hợp kim của chúng tôi đã vượt qua giới hạn của các vật liệu truyền thống, mở ra một thế hệ vật liệu mới không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.” Với Hyperadaptor, khả năng giữ nguyên cơ tính trong điều kiện khắc nghiệt sẽ giúp nâng cao an toàn và hiệu suất cho nhiều hệ thống thiết yếu trong công nghiệp.

Đây có thể là tiền đề để tạo ra các vật liệu tiên tiến, giúp các công trình kỹ thuật trong môi trường khắc nghiệt trở nên bền bỉ và hiệu quả hơn bao giờ hết.