پژوهشگران آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش آمریکا (ARL) و دانشگاه لهای (Lehigh University) موفق به تولید یک آلیاژ نانوساختار پیشرفته از مس شده‌اند که از نظر پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی، ویژگی‌های خارق‌العاده‌ای دارد.

به گفته این محققان، آلیاژ جدید مس-تانتالم-لیتیم، که نتایج آن در نشریه علمی Science منتشر شده، یکی از مقاوم‌ترین مواد مبتنی بر مس است که تاکنون ساخته شده است.

دستاورد اصلی این پژوهش در تشکیل رسوب‌های Cu₃Li نهفته است که با یک لایه اتمی دوگانه غنی از تانتالم تثبیت می‌شود؛ مفهومی نوآورانه که توسط محققان دانشگاه لهای ارائه شده است.

برخلاف مرزهای دانه‌ای معمولی که در دمای بالا به مرور جابجا می‌شوند و ساختار ماده را ناپایدار می‌کنند، این لایه خاص به‌عنوان یک تثبیت‌کننده ساختاری عمل می‌کند و ساختار نانوکریستالی را حفظ کرده و از رشد دانه‌ها جلوگیری می‌کند. همین ویژگی باعث بهبود چشمگیر عملکرد ماده در دمای بالا شده است.

مارتین هارمر، استاد بازنشسته علوم و مهندسی مواد و از نویسندگان این پژوهش گفت:

این دستاورد علمی در لبه دانش قرار دارد؛ ما موفق به توسعه ماده‌ای شدیم که رسانایی عالی مس را با استحکام و دوام در حد آلیاژهای فوق‌مقاوم نیکل ترکیب می‌کند.

او افزود:

این آلیاژ پایه‌ای را برای صنایع و ارتش فراهم می‌کند تا مواد جدیدی برای سیستم‌های مافوق‌صوت و موتورهای توربینی با عملکرد بالا تولید کنند.

در توسعه این آلیاژ، پژوهشگران ARL و دانشگاه لهای با دانشمندانی از دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه ایالتی لوئیزیانا همکاری داشتند. این آلیاژ قادر است گرمای شدید را بدون کاهش محسوس در عملکرد تحمل کند. نکته قابل‌توجه این است که پس از ۱۰٬۰۰۰ ساعت عملیات حرارتی در دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد، این ماده همچنان مقاومت کششی بالا، پایداری در برابر تغییر شکل خزشی (creep resistance) و جلوگیری از زبری بیش از حد را حفظ کرده است.

آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش آمریکا برای این آلیاژ حق ثبت اختراع ایالات متحده را دریافت کرده است که نشان‌دهنده اهمیت راهبردی آن، به‌ویژه در کاربردهای نظامی مانند مبدل‌های حرارتی، سامانه‌های پیشران و وسایل نقلیه مافوق‌صوت است.