Легендарные дамасские мечи были прочными, гибкими и никогда не ломались. Немецкие исследования показывают, что в 1200 году восточные кузнецы уже использовали нанотрубки для усиления своего оружия, даже не подозревая об этом.
Крестоносцы отправились в Иерусалим за ним:несокрушимым сарацинским мечом. Мечи «язычников» оказались гораздо прочнее и гибче своих западных аналогов. То, что дамасские мечи не ломались о камни или щиты противника, означало, что в Европе они были подняты до мифических размеров. Кузнецы по всей Европе пытались имитировать этот материал, но безуспешно. Теперь немецкие исследования показывают, что нанотехнологии ответственны за уникальные свойства стали. Углеродные примеси в железе превратились в нанотрубки в процессе ковки. Нанотехнологии впереди !
Чудесная руда
Так неосознанно восточные кузнецы уже использовали нанотехнологии. Это уже было обнаружено ранее:золотое сияние в витражах также оказалось ранним применением наночастиц. В то время люди искали объяснение мифической стали немного ближе к дому:вся настоящая дамасская сталь добывалась на одном и том же руднике в Индии. Руда из этой шахты называется вутц.
Вся сталь состоит из сплава железа и углерода. Процент углерода здесь очень важен:1-2% углерода обеспечивают очень прочный материал, но также делают его «хрупким». Чугун является примером этого:он очень прочен, но не очень гибок, поэтому не сгибается, а ломается, если сила, действующая на него, слишком велика. Не очень полезно для мечей, которые обычно содержат менее 1% углерода. Вуц-железо содержит 1,5% углерода, это слишком много. Как эти мечи стали такими гибкими?
Немецкие исследователи из Дрезденского университета решили этот парадокс, растворив очень маленький кусочек дамасского меча в сильной кислоте и исследовав его состав. Было обнаружено, что углерод в вуце представляет собой в основном карбид железа, очень прочный, но хрупкий материал. Железо также содержало следы редких металлов, таких как ванадий, хром, магний, кобальт и никель. Затем они изучили структуры материала под электронным микроскопом. Оказалось, что он упорядочен до наномасштаба. Крошечные нанотрубки длиной в полнанометра защищали ядро из карбида железа. Комбинация гибких нанотрубок с прочным карбидом железа, вероятно, является причиной такой прочности мечей.
Загрязнения
Исследователи могут только догадываться, как образовались нанотрубки. Во всяком случае, в отличие от того, как мы это делаем сейчас, вероятно, это произошло во время ковки. Во время этого процесса сталь несколько раз нагревалась до предела, а затем снова быстро охлаждалась. Когда сталь стала горячей и мягкой, кузнец «сложил» сталь и снова выковал ее. В результате внутри металла образовались слои, которые сделали сталь более твердой. Сам по себе этот метод не представлял собой ничего особенного.
Но загрязнения в вуте вытеснялись из железа промежуточными слоями и, вероятно, начали жить собственной жизнью. Микроэлементы катализировали образование нанотрубок, которые, в свою очередь, стимулировали образование нанопроволок карбида железа. Когда меч был закончен, эти слои остались видимыми в стали. Полосатый рисунок даже считался знаком качества.
Эти мечи изготавливались в Индии с 1200 года. Их продавали на запад через Дамаск, поэтому мы их так называем. Но другая сторона света также была заинтересована в сверхсильных и сверхострых мечах. И там им тоже приписывали легендарные силы:катаны самураев также имели характерный рисунок булата. К сожалению, около 1800 года рудник исчерпал себя. Так что дамасские кухонные ножи уже нельзя изготовить, а можно только любоваться ими в музее.
Что вы думаете о новых многообещающих применениях нанотехнологий? Приносят ли нанотехнологии лучший мир или риски слишком велики? Выскажите свое мнение в NanoDiscussion. от Кеннислинка!
