Сверхэластичный сплав выдержал перепад от -269°C до +127°C — прорыв для космических миссий и медицины

01.03.2025 22:12:00 | iXBT.com

Учёные из Университета Тохоку представили революционный сверхэластичный сплав на основе титана и алюминия (Ti-Al), способный сохранять свойства в экстремальном температурном диапазоне — от -269°C (температура жидкого гелия) до +127°C. Этот материал сочетает лёгкость, прочность и способность полностью восстанавливать форму после деформации, что открывает новые горизонты для космических технологий, медицины и энергетики.

Ключевой особенностью сплава стал рекордный рабочий температурный диапазон. «Это первый в мире материал, сохраняющий сверхэластичность как при криогенных температурах, так и при нагреве выше 100°C, оставаясь при этом лёгким и прочным. Подобные свойства раньше считались недостижимыми», — отметил Шэн Сю, доцент Института междисциплинарных исследований Университета Тохоку. По его словам, сплав идеально подходит для космических миссий — например, для создания шин луноходов, устойчивых к перепадам от -170°C ночью до +120°C днём на Луне.

Иллюстрация: нейросеть DALL-E

Технология также найдёт применение в «водородном обществе» будущего, где требуются материалы, стабильные при сверхнизких температурах хранения водорода (-253°C). В медицине сплав может использоваться для стентов и имплантатов, сохраняющих гибкость в широком диапазоне условий. Это прорыв на фоне существующих сплавов с памятью формы, которые работают лишь в узких температурных рамках.

Для создания материала учёные использовали фазовые диаграммы, точно подбирая компоненты и их пропорции. Микроструктурный контроль и оптимизация термообработки позволили добиться нужного баланса между эластичностью и прочностью. «Мы не просто разработали новый материал — мы предложили принципиально новый подход к проектированию сплавов через управление дефектами кристаллической решётки», — подчеркнул Сю.

Исследование выходит за рамки прикладных решений, задавая новые стандарты в материаловедении. Учёные прогнозируют, что методология, использованная при создании Ti-Al-сплава, ускорит разработку других многофункциональных материалов для экстремальных условий — от квантовых компьютеров до авиационных двигателей. Как отмечают авторы, следующей целью станет масштабирование производства и тестирование сплава в реальных условиях, включая эксперименты на МКС и клинические испытания медицинских устройств.

Подробнее