Što je amorfni metal?

Amorfni metal je metal s neuređenom atomskom strukturom, za razliku od većine metala koji imaju pravilnu strukturu. Ove tvari nazivaju se i metalnim staklima, jer jedan način izrade amorfnih metala nalikuje postupku izrade stakla, ali se koristi metal umjesto silicija. Istraživanja pokazuju da amorfni metali mogu biti više od dva puta jači od normalnog metala, te su idealni za vojni oklop, teški kao i obični metali. Zbog neuređene strukture materijala, također je otporniji na koroziju i habanje.

Amorfne metale je prvi stvorio Pol Duwez na Caltechu 1957. Duwez je stvorio amorfni metal hlađenjem legure (Au80Si20) iz tekućeg stanja za manje od djelića sekunde. Brzina hlađenja morala je premašiti milijun stupnjeva Kelvina u sekundi, pa se hlađenje metala iz tekućeg u čvrsto stanje moralo dogoditi u milisekundama. Ovo brzo hlađenje spriječilo je da metal kristalizira kao tipični metal, dajući mu jedinstvenu amorfnu strukturu. U početku su oblici amorfnog metala bili ograničeni, uglavnom od tankih vrpci, folija i žica. Ova ograničenja bila su nametnuta nužnošću brzog hlađenja.

Amorfni metal prikladan za komercijalizaciju prvi su izradili 1976. C. Graham i H. Liebermann. Koristili su prehlađeni brzo rotirajući kotač za stvaranje velikih količina amorfnog metala pogodnog za transformatore za distribuciju energije s malim gubicima, komercijalizirane pod imenom Metglas. Amorfni metal se može brzo magnetizirati i demagnetizirati, što dovodi do uštede energije kada se koristi u transformatorima na električnoj mreži. Amorfni metalni transformatori troše 70-80% manje energije, smanjujući emisiju CO2 i štedeći energiju. Danas se transformatori od amorfnog metala široko koriste u Indiji i Kini, gdje su se koristili za uspješno smanjenje emisija stakleničkih plinova.

Tijekom 1980-ih, znanstvenici materijala eksperimentirali su s različitim legurama, kako bi smanjili potrebnu brzinu hlađenja za stvaranje amorfnih metala. Uspjeli su smanjiti kritičnu brzinu hlađenja sa stotina Kelvina u sekundi na samo jedan Kelvin u sekundi, čineći proizvodnju velikih metalnih naočala izvedivijom. Godine 2004. istraživači su uspjeli u rasutom amorfnom čeliku, otvorivši put široj komercijalizaciji materijala.