31/07/2026 09:57 - Tecnologia
1945年8月6日,投放在广岛的原子弹不仅改变了人类历史的进程,还无意中锻造出地球上从未见过的材料。根据2026年7月30日发表在《科学进展》(Science Advances)上的一项研究,由佛罗伦萨大学地质学家和晶体学家卢卡·宾迪(Luca Bindi)领导的国际团队,发现了一种全新的多组分金属合金。
这一发现传递了希望与学习的讯息:即使从过去最悲惨的事件中,科学也能提取出有益于未来技术发展和物质理解的知识。
要理解这一发现,首先需要定义广岛石(Hiroshimaita)。它们是微小的玻璃状球体(大小约几十微米),在核爆炸将日本城市的建筑物、金属、土壤、玻璃和水汽化至7000°C以上时形成。这些物质在火球中混合,然后极速冷却,像凝固的液滴一样落在广岛湾的沙滩上。
宾迪团队利用高分辨率电子显微镜和X射线衍射分析了34个广岛石样本。在其中一颗微球内部,他们发现了一个只有几微米的颗粒,其成分和晶体结构前所未见。
合金是两种或多种金属元素的混合物,旨在改善材料性能(例如钢是铁和碳的混合物)。这种新合金的独特之处在于其异常高的硅含量和原子排列方式。
其精确成分如下:
| 元素 | 合金中的百分比 |
|---|---|
| 铁 | 62.7% |
| 铬 | 14.7% |
| 镍 | 9.0% |
| 硅 | 7.0% |
| 钼 | 3.7% |
| 锰 | 2.1% |
| 铝 | 0.6% |
晶体学分析显示,该合金在P213空间群中结晶,具有AlAu4型结构,源自“β-Mn”结构。这种构型比普通钢的常见形式复杂得多,此前从未在核材料、自然过程或工业过程中发现过。
虽然这种特定成分本身无法直接工业化复制,但其AlAu4型结构将作为模板,用于设计新型先进材料。多组分合金通常具有高耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性,非常适合航空航天、工业和能源应用。
这一发现巩固了核废料矿物学作为关键工具的地位。每一颗广岛石都像一个“微型反应堆”或时间胶囊,冻结了爆炸的极端物理条件。分析这些碎片可以重建每次爆炸的精确热力学条件,帮助核法医学更好地理解过去的核事件。
这一发现补充了此前对三硝石(Trinitite)的研究——三硝石是美国1945年第一次原子弹试验“三位一体”中形成的放射性玻璃,表明极端和快速变化的环境可以探索化学空间中不寻常的区域。
Alfredo S. Quiroga