Векове наред металурзите са разчитали на проби и грешки за откриването на нови сплави. Това е на път да се промени. Група учени от Масачузетския технологичен институт са разработили математически метод, с който могат да предскажат дали дадена теоретична сплав би била стабилна, без да се преминава през тежкия процес на тестването ѝ.

Повечето метали се състоят от малки нанометрови кристали. Те дават на разнообразните метали специфичните им свойства - твърдост или пластичност например. В много високотехнологични сплави събирането на голямо количество такива кристали може да повиши твърдостта, но такива сплави рядко са стабилни. При високите температури, нужни за създаването им, кристалите се сливат, като по този начин се загубват специалните им качества.

Тонгджай Чоокаджорн, Хедър Мърдок и Кристофър Шу успяват с помощта на математическия модел да създадат "карта" на стабилността на даден елемент при определена температура. Това позволява на металурзите да видят какви други елементи могат да се добавят към основния метал и да се получат здрави структури, които ще останат стабилни при високите температури. 

Екипът избрал да направи практически тестове с волфрам. Моделът, разработен от Мърдок, е предсказал че стабилни сплави ще се образуват с няколко метала, сред които титан, цинк, хром и злато, докато с мед, кадмий и стронций нещата няма да сработят. След като видели тези данни, учените от екипа избрали да направят тест с титан заради сходно високата му температура на топене. Тестът показал че при 1100° C нанокристалите остават стабилни в продължение на седмица.

Друго нещо, което моделът прави, макар и индиректно, е да показва как сплавният метал се смесва с основния. За максимизирането на силата, вторичният метал (в този случай титан) трябва да се скупчи по външната страна на нанокристалните структури - когато това стане е много по вероятно структурите да останат стабилни. Според Чоокаджорн, те вече работят по разработването на нов модел, който ще се занимава с действителната структура на сплавите.

Групата е тествала техниката и на други метали, но все още не е опитала практически тестове със сплавите. "Очакваме, че експериментите, когато са завършени, ще ни доведат до нови наноструктурирани сплави с висока стабилност", пише Шу в мейл.

Екипът очаква да могат да се разработят сплави с много висока ефективност за конкретни цели. Например тестваната сплав от волфрам и титан демонстрира изключителна здравина и може да се използва като защитно покритие в разнообразни сфери. Много вероятно е да се разработи и сплав с изключителни качества срещу корозия.

Джулия Уиртман, професор по материалознание и инженерство, смята че постигнатият прогрес "представлява значим напредък към целта да се създадат нанокристални сплави, които могат да се използват при високи температури". Според нея това откритие ще спомогне за навлизането на този вид сплави в разработките на самолетни двигатели и производството на електричество.