Ett internationellt team av forskare har rapporterat om ett nytt superhårt material som kan användas vid borrning, maskinbyggnad och andra områden. Den nya volframboriden de upptäckte överträffar den mycket använda pobedit, ett hårt kompositmaterial av volframkarbid och kobolt med konstgjord diamant. Resultaten av deras studie publicerades i den välrenommerade vetenskapliga tidskriften, de Journal of Physical Chemistry Letters .

Superhårda ämnen har ett brett användningsområde vid brunnsborrning, maskinbyggande, metallbearbetning, försvarsindustrin, medicin och många andra områden. Det hårdaste kända materialet, diamant, är en oöverkomlig för många applikationer. Dess avlägsna konkurrent, pobedit, har varit oöverträffad under de senaste 80 åren. Utvecklad på 1930-talet, det användes under andra världskriget för att tillverka pansarskyddshylsor (ordet "pobedit" kommer faktiskt från det ryska "pobeda, " som betyder "seger") och har använts i decennier för att tillverka borrkronor för borriggar. Hårdare material kräver antingen syntes med högre tryck eller har mycket lägre brottseghet.

Ett team av forskare ledda av professor Artem Oganov från Skoltech och Moskvas institut för fysik och teknologi (MIPT) använde USPEX evolutionära algoritm för att förutsäga ett nytt material, WB5, som kan syntetiseras vid normalt tryck och framgångsrikt kan konkurrera med pobedit i de två viktigaste parametrarna - hårdhet och brottseghet - som är 50 procent högre och 20 procent lägre, respektive, för WB5 jämfört med pobedit. Det nya materialet är en tidigare okänd förening som lätt kan erhållas under normala förhållanden. Skoltech-forskarna utförde sin studie inom ramen för Gazprom Nefts storskaliga projekt som syftade till att skapa nya material för borrtillämpningar.

"Innan vi upptäckte det nya materialet, vi hade studerat många system på datorn, försöker förutsäga stabila kemiska föreningar och beräkna deras egenskaper. Dessa var ganska intressanta ämnen, även om de knappast kunde konkurrera med pobedit. Vid något tillfälle, Jag trodde att vi aldrig skulle slå pobedit, som har stått på sin plats i nästan ett sekel, och av goda skäl. Men plötsligt, vi såg en strimma av hopp, och snart hittade en unik förening, WB5, " säger studieledaren Artem Oganov.

"Volfram-bor-systemet har varit föremål för en mängd experimentella och teoretiska studier, och det är förvånande att denna förening inte har upptäckts förrän nu, " sa studiens första författare Dr Alexander Kvashnin.