20:40 14 Novembre 2018
Un perito medico in laboratorio

Chimici russi hanno inventato un nuovo, unico materiale ultra duro

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Scienziati russi e cinesi hanno sviluppato la "ricetta" per un nuovo materiale ultra duro che è più forte e più comodo da usare.

Della principale lega moderna di produzione metallurgica si legge in un articolo pubblicato nel Journal of Physical Chemistry Letters.
"Abbiamo scoperto questo materiale, abbiamo studiato sul computer molti altri composti. Erano sostanze interessanti, ma con il carburo cementato non potevano competere, non a caso questo materiale ha mantenuto il suo uso per quasi un secolo. Ma improvvisamente abbiamo trovato una miscela unica, il WB5", dice Artem Oganov,  chimico dell'istituto di scienza e tecnologia Skolkovsy. Il carburo cementato, detto pobedit, è un composto di tungsteno, di carbonio e di cobalto, è stato costruito dai sovietici nel 1929, da allora è diventato la base per tutti gli utensili che hanno necessità di avere un'elevata durezza e resistenza all'usura.
Questa lega, nonostante tutti i suoi vantaggi e le opportunità che offre agli ingegneri e operai, ha un grande svantaggio: è piuttosto costosa e fragile, per cui gli strumenti di solito non sono fatti tutti di carburo cementato, sono coperti da inserti di questo materiale o hanno la finitura con sue nanoparticelle.
Nonostante questo, verrà ancora applicato in patria e all'estero dall'industria, perché i suoi concorrenti hanno un gran numero di svantaggi. I chimici, come osserva Oganov, già da quasi un secolo erano alla ricerca di un sostituto del materiale senza provarlo.
L'esperto e i suoi colleghi hanno risolto questo problema utilizzando l'algoritmo USPEX, creato dai chimici russi per calcolare come si comportano i vari cristalli e altre strutture di una pluralità di atomi in condizioni estreme pressioni, temperature e in altre condizioni.


Con la sperimentazione in questo "laboratorio" virtuale, del supercomputer "Rurik" al MFTI, i chimici russi e cinesi hanno scoperto che un composto di tungsteno, il tungsteno (WB5),  che è in grado di combattere ad armi pari con questo materiale ed è abbastanza a buon mercato per la fabbricazione.


Come sottolineano gli esperti, il WB5 è leggermente inferiore al carburo cementato in durezza, la supera di circa 1,5 volte. A differenza di altri materiali superduri, il composto di tungsteno può "cuocere" a temperatura e pressione normali, e mantiene le sue proprietà anche a temperature elevate.
Secondo i chimici al suo sviluppo sono già interessate le compagnie petrolifere russe, i cui impianti di perforazione hanno costantemente bisogno di rivestimenti per trapani e altre parti in contatto con la roccia.

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Tags:
materie prime, scoperta, Russia
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