新研究：「材料ゲノム」の解明が次世代の強靭かつ軽量な設計を指導

Tokyoシドニー大学の科学者たちは、顕微鏡で結晶を観察する新しい方法を開発しました。この手法は、材料の原子レベルにおける非常に微細な変化を検出することができます。これにより、より強く、より軽量な金属や、将来の技術に向けた優れた半導体の開発が可能になるかもしれません。

シモン・リンガー教授が率いる航空、機械、メカトロニクス工学部の研究チームは、研究を行いました。彼らは素材の短距離秩序（SRO）を調べるためにアトムプローブトモグラフィー (APT)を使用しました。この方法は、素材内の原子がどのように配置されているかを理解するための重要なステップです。

以下は重要なポイントです：

• APTは原子を3Dで可視化するのに役立ちます。
• SROは革新的な材料開発にとって重要です。
• これらの発見は、鉄鋼、半導体、磁石に影響を与える可能性があります。

研究では高エントロピー合金（HEAs）に注目しました。これらの材料は、先進的な工学用途で人気が高まっています。ジェットエンジンや発電所、原子炉などでの使用が可能です。科学者たちは、高温や放射線に耐えることができる合金の開発を目指しています。

同じ学校の研究員である孟偉・何博士は、この発見の重要性を強調しました。彼は、これにより材料の設計方法が変わったと述べています。短距離秩序 (SRO) を測定し理解することで、原子レベルでの変化が材料の性能にどのように影響を与えるかを観察できるようになりました。

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チームはコバルト‐クロム‐ニッケル合金と、それに対する異なる熱処理が構造にどのように影響を与えるかを研究しました。上級研究者のアンドリュー・ブリーン博士は、これは「大きな前進」であると述べています。彼らはこれらの変化を測定するための実用的な方法とコンピュータツールを開発しました。

リンガー教授によれば、従来は原子構造が通常の顕微鏡では小さすぎるため、SROの測定が困難であった。新しいAPT技術はこれらの問題を解決し、原子レベルでの詳細な観察を可能にしている。

工学会社インフラビューに所属するウィル・デイビッズ博士は、この結果に興奮を隠せないと言っています。チームは、多成分合金におけるSROを測定できることを示しました。この発見は、材料科学と工学の分野に貢献することが期待されています。

新しい手法は研究者が材料の振る舞いをより正確にシミュレーション、モデル化、予測するのを支援します。SROは近隣の原子構造に関する重要な詳細を提供し、この情報は強度などの特定の特性を持つ材料を作り出すために重要です。

結論として、本研究は材料科学における重要な進展です。研究者たちは結晶内の原子的関係をより明確に理解できるようになりました。これにより、より強く、軽く、効率的な材料を作り出す多くの可能性が開かれます。