作者声明:该图片由AI生成![]()
1945年8月6日,原子弹在广岛上空爆炸。81年后,科学家在当年核爆留下的一颗微小玻璃颗粒中,发现了一种此前从未记录过的特殊合金。
这项研究近日发表在《科学进展》杂志上。研究人员分析了从广岛湾海滩沙粒中找到的核爆残留物,最终在其中一颗颗粒内部,发现了一粒只有约10微米长的金属晶体。10微米大约相当于一根头发直径的十分之一,人眼根本无法直接看到。
它不是新元素,而是一种特殊合金
所谓合金,就是把多种金属混合在一起形成的材料,例如钢就是以铁为主、加入其他元素制成的合金。
这次发现的颗粒中,同时包含铁、铬、镍、锰、钼和铝等多种金属,并含有较多的硅。真正特别的并不是这些元素本身,而是它们在晶体内部排列成了一种此前从未被观察到的结构。
因此,把它说成“地球上从未出现过的新金属”并不准确。更严谨的说法是:科学家发现了一种此前未知的多元素合金及其晶体结构。
它是怎么形成的?
研究人员认为,这种合金很可能诞生于核爆发生后的几秒钟内。
广岛原子弹在城市上空爆炸后,火球内部温度一度超过7000摄氏度。建筑物中的钢铁、玻璃、混凝土、泥土以及其他材料,在极端高温下被熔化甚至汽化。
随后,随着火球迅速膨胀和冷却,不同来源的元素混合在一起,并在极短时间内凝固。
普通冶金工艺通常需要精确控制原料比例、温度和冷却速度,但核爆制造的极端环境,像是把整座城市中的各种材料同时扔进一个超高温熔炉,再瞬间冷却。
正是在这种几乎无法复制的条件下,一些原本很难结合的元素,被“冻结”在了一种特殊排列中。
藏在海滩沙粒里的核爆残骸
这种玻璃状核爆残留物并不是最近才被发现。
2019年,研究人员首次确认,广岛湾部分海滩沙粒中存在大量微小玻璃球。这些颗粒后来被称为“广岛石”,被认为是建筑、泥土、金属和玻璃在核爆高温下熔化后,从空中落下形成的。
在最新研究中,科学家检查了34颗“广岛石”。这些颗粒大小从几百微米到几毫米不等,但只有其中一颗包含这种新发现的合金。
研究人员因此判断,这种材料可能非常罕见。
它能用来制造新材料吗?
多元素合金是近年来材料科学的热门方向。
与普通合金相比,它们可能拥有更高的强度、更好的抗腐蚀能力,或者能够承受更高温度。此次发现说明,在极端高温和快速冷却条件下,多种元素可能形成一些常规实验室尚未制造出来的结构。
不过,这并不意味着科学家已经找到了一种可以马上投入工业生产的“超级金属”。
目前,研究人员只发现了一粒极小的样本,也不知道它的硬度、韧性、耐热性到底如何。更大的问题是,科学家还无法确定它形成时的具体温度、压力和冷却速度,因此很难在实验室里重新制造。
这项发现目前最大的价值,不是立刻生产新材料,而是告诉科学家:某些原本不知道能够存在的合金结构,确实有可能形成。
核爆留下的不只是废墟
核爆是一场造成巨大人员伤亡和长期灾难的历史事件。这项研究并不是在强调核爆带来的所谓“好处”,而是在研究极端环境如何改变物质。
从美国首次核试验形成的玻璃状“三位一体石”,到广岛沙滩中的“广岛石”,科学家正在通过这些残留物,重建核爆发生时的温度、压力和物质变化过程。
81年过去,广岛核爆留下的一颗沙粒仍在提供新的信息。
它既记录了极端高温如何创造一种从未见过的物质,也再次提醒人们:这颗微小晶体的诞生,来自人类历史上最具毁灭性的瞬间之一。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.