Какие они, металлы будущего?

Металл – материал, без которого не обходится ни одна отрасль хозяйства. Создаются новые сплавы, которые используются в электронике, космических исследованиях, атомной энергетике. Редкоземельные металлы используют для развития современных технологий, без которых мы себя не представляем.

Мировые залежи редкоземельных металлов

Экономика мира многих государств зависит от наличия редкоземельных металлов, которые используются в высокотехнологических отраслях экономики. Развитие электроники, создание медицинских имплантатов, освоение космического пространства, все это, требует новых материалов. В природе редкие металлы встречаются крайне редко, что видно и из названия. Разработка многих очень затратная. Не все они соответствуют необходимым стандартам для новых разработок.
К такой группе металлов можно отнести 17 элементов, которые обладают схожими физико-химическими свойствами. Это церий, скандий, тулий и другие элементы. Чаще всего они встречаются в виде оксидов, что затрудняет их разработку.
Добавление этих элементов к сплавам металла улучшает их свойства, дает возможность использовать для развития передовых технологий. Наличие таких сплавов сильно влияет на развитие экономики. На сегодня основные залежи редкоземельных металлов находятся в Китае, Австралии и некоторых районах Африки. 
Передовым странам, для развития экономики приходится делать научные разработки новых материалов, которые могут заменить редкоземельные металлы. В этом направлении работают многие американские и европейские научно-исследовательские институты. Они добились больших результатов над созданием новых соединений металлов, которые так необходимы экономике всех развитых стран.

Создание редких сплавов

Нано технологии позволяют создавать новые металлические сплавы. Прогресс не стоит на месте и требует усовершенствования металлических сплавов
1.    Легкая гибкая сталь.
В Корее, ученые разработали новый сплав, который прочный как сталь, но намного легче титана. Для его создания была использована нано технология. Сплав состоит из амальгамы стали, алюминия, углерода, марганца и никеля. Цена такого металла не будет дорогой, потому, что он содержит в своем составе распространенные полезные ископаемые.
Развитие медицины, электроники, космонавтики требуют металлических материалов, которые обладают высокой прочностью, легкостью, не подвержены коррозии.
2.    Синтетический пористый материал Microlattice 

Этот материал представляет собой суперлегкий сплав, который на 99.9% состоит из воздуха. Если его положить на раскрытый одуванчик, он будет лежать на его поверхности, без всякого вреда для цветка. Его структура напоминает человеческую кость. Благодаря инновационным технологиям удалось создать металл, который состоит из сплетенных между собой полых трубок. Такое строение позволяет сделать его очень легким. Его вес в 100 раз меньше пенопласта. Несмотря на это металл очень прочный и выдерживает огромные нагрузки.
Стенки трубок, из которых сделан металл, в 1000 раз тоньше человеческого волоса, составляют 100 нанометров. Сделать такую структуру удалось с помощью инновационной технологии аддитивного производства, которая напоминает 3Д печать. Сеть трубок копируют конструкцию поддержания мостов. На этой основе построена Эйфелева башня. Лабораторный метод создания металла использует специальные полимеры, которые формируют всю систему за один раз, быстро реагируют на свет.
Метод 3Д при формировании материала заключается в том, что свет проходит через специальный фильтр, который находится в жидком полимере, за несколько секунд формируется трехмерная решетка.
Металл имеет свойства видоизменяться в зависимости от предназначения. Для этого в жидкий полимер добавляют разные примеси в виде керамики или других металлов. Такие манипуляции помогут получить дополнительные свойства металла. Разработали этот материал американские ученые. 
3.    Пластмассовый металл
Ученые разработали металл, который обладает свойствами пластмассы (тягучесть при низких температурах) и прочности как у стали. Эти свойства расширяют сферу деятельности таких материалов. Способность металла гнуться, принимать любую форму и переходить в тягучее состояние дало возможность использовать его в разработке имплантатов и микроэлектронике. Основой такого материала являются «аморфные металлические стекла». Этот материал ждет большое будущее.
4.    Гидрофобный металл
Способность металлической поверхности отталкивать воду, превращая ее в резиновые мячики, которые с легкостью отскакивают с поверхности металла, являют собой новую разработку американских ученых. Это совершенно новая технология, которая заключается в специальной лазерной обработке поверхности. Такое научное открытие поможет в самолетостроении и строительстве кораблей. Использовать металл, чтобы защитить судна от обледенения и коррозии.
5.    Нано технология соединения кремния и магния Научные разработки для получения легких и прочных металлов увенчались успехом, когда соединили магний и кремний. Этот металл получился плотным и легким, что очень важно для самолетостроения. Сделать объединение двух металлов получилось благодаря особой технологии, когда карбидокремниевые частицы распыляются в магний. Такой подход позволил сделать металл прочным и пластичным. Он не поддается действию высоких температур. Эта особенность металла позволяет использовать его в самолетостроении, где плотность и легкость очень важны. Также в перспективе он будет использоваться в медицине и электронике. 
6.    Самый прочный металл
На стадии разработки сверхпрочный металл, который сделан на основе углерода, азота, гафния. Его температура плавления 4126 градусов, это 2/3 от температуры поверхности солнца. Этот материал еще не имеет названия. Его образец был использован для изготовления когтей для Росомахи, героя фильма «Люди Икс». Работы по усовершенствованию еще продолжаются. Основное направление его использования – космическая отрасль.