Ołów sprawdza się pod ciśnieniem.
W normalnych warunkach metal jest stosunkowo miękki, łatwo go zarysować paznokciem. Ale kiedy ołów jest ściskany pod ekstremalnym ciśnieniem, staje się twardy i mocny – nawet mocniejszy niż stal, donoszą naukowcy 11 listopada w Physical Review Letters.
Aby zbadać, jak zmienia się wytrzymałość ołowiu pod wpływem ciśnienia, naukowcy gwałtownie skompresowali próbkę ołowiu, wysadzając ją laserami w National Ignition Facility w Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii. Ciśnienie w próbce osiągnęło około 400 gigapaskali – podobnie jak w przypadku ciśnienia występującego w jądrze Ziemi.
Wytrzymałość materiału charakteryzuje jego reakcję na naprężenie – siłę przyłożoną na danym obszarze. Im więcej naprężeń może wytrzymać substancja zanim się odkształci, tym jest mocniejsza. Fizyk Andrew Krygier z Lawrence Livermore i współpracownicy obserwowali, jak fale w ołowiu rosły i deformowały się w warunkach wysokiego ciśnienia. Wzrost był stosunkowo powolny, co wskazuje, że metal był 250 razy mocniejszy niż ołów w normalnych warunkach i około 10 razy mocniejszy niż stal o wysokiej wytrzymałości.
Kiedy materiały są ściskane, ich właściwości mogą się drastycznie zmienić. Na przykład wodór, normalnie będący gazem, może zmienić się w metal (SN: 8/10/16). Zrozumienie, jak substancje zmieniają się w odpowiedzi na ciśnienie, może być ważne dla poprawy projektów sprzętu ochronnego, takiego jak kamizelki kuloodporne (SN: 6/20/19).
Obliczenia sugerują, że ciśnienie zmienia strukturę krystaliczną ołowiu, powodując rearanżację jego siatki atomów. Ta zmiana strukturalna skutkuje silniejszym metalem, podsumowują naukowcy.
