Nanorurki tajemnicą damasceńskiej stali
Przeprowadzone ostatnio badania stali damasceńskiej pod mikroskopem elektronowym wykazały, że na jej mikrostrukturę składają się również nanoelementy, które prawdopodobnie są odpowiedzialne za wyjątkowe właściwości tego materiału.
Wyniki badań niemieckich fizyków zostały opublikowane na łamach ostatniego numeru magazynu "Nature". Niezwykłe właściwości produkowanej w okolicach Damaszku stali damasceńskiej to jedna z legend europejskiego średniowiecza. Rycerze krzyżowi stykali się w Ziemi Świętej z wyjątkowo ostrymi i wytrzymałymi szablami oraz mieczami o charakterystycznym falistym wzorze na powierzchni. Proces produkcji tej niezwykłej broni był objęty tajemnicą i został zapomniany na przełomie XVII i XVIII w.
Prace nad jego poznaniem trwają już od XIX w. Fizycy i metalurdzy są obecnie zdolni do produkcji stali o zbliżonych właściwościach, jednak tajemnica oryginału ze średniowiecza nadal nie została odkryta. Wyniki kolejnej analizy próbek metalu pochodzących z głowni damasceńskiej zaprezentowali ostatnio badacze z Instytutu Fizyki Strukturalnej Politechniki Drezdeńskiej.
Analizowany fragment metalu pochodzi z szabli wyprodukowanej w XVII w., w kuźni Assada Ullaha, przechowywanej obecnie w Muzeum Historycznym w szwajcarskim Bernie. Niemieccy fizycy obserwowali mikrostrukturę słynnej stali pod elektronowym mikroskopem transmisyjnym o wysokiej rozdzielczości. Urządzenie to pozwala na rozpoznawanie obiektów o wymiarach kilku nanometrów.
Badacze zauważyli, że w próbce stali obecne są nanorurki węglowe oraz nanodruty cementytowe (zbudowane z cząstek węgliku żelaza) - elementy znane fizykom zaledwie od kilku lat. Prawdopodobnie właśnie obecność tych nanoelementów znacznie poprawia właściwości mechaniczne damasceńskiej stali.
Fizycy nadal zastanawiają się, w wyniku jakiego procesu średniowieczni kowale z okolic Damaszku byli zdolni wyprodukować stalowe ostrza o tak wyjątkowej mikrostrukturze. Współcześni metalurdzy nadal nie potrafią opracować metody, która pozwalałaby na odkuwanie bryły stopu o tak wysokiej zawartości węgla i węglików - wyjątkowo kruchego gatunku stali.
Tajemnicą średniowiecznego procesu jest prawdopodobnie skomplikowany system doboru składników stopu oraz temperatury wytopu i kolejnych faz odkuwania. Bryły stali, z których odkuwano damasceńską broń, pochodziły z północnych Indii, gdzie do ich produkcji użytkowano rudy tylko z określonych kopalń oraz specjalnego gatunku drewna do ogrzewania topiącej się rudy.
Wszystkie szczegóły tego procesu zaginęły w XVIII w. wraz ze śmircią ostatnich kowali damasceńskiej stali, jednak ostatnie odkrycie obecności węglowych nanorurek i węglikowych nanodrutów stwarzają nadzieję na odtworzenie średniowiecznej receptury wytopu i produkcji.(PAP)
poleca:
