Τι θα λέγατε για ένα μεταλλικό φύλλο πάχους αλουμινόχαρτου που δε σκίζεται με το χέρι; `Η για ένα λίγο πιο χοντρό φύλλο (πάχους ίδιου με ενός νομίσματος) που δεν κόβεται ούτε με τανάλια; Μα η πιο εντυπωσιακή ιδιότητα αυτού του παράξενου υλικού εμφανίζεται όταν έχει αρκετό πάχος ώστε να είναι άκαμπτο και αφήσουμε να πέσει πάνω του μια μικρή ατσάλινη σφαίρα. Σε οποιοδήποτε άλλο υλικό η σφαίρα θα είχε φτάσει στην ηρεμία μετά από μερικές αναπηδήσεις διάρκειας κάποιων δευτερολέπτων συνολικά. Στο «μαγικό» υλικό, η σφαίρα αναπηδά, πάλι και πάλι, για 2 ολόκληρα λεπτά! Αν σας θυμίζει το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένοι οι «ιπτάμενοι δίσκοι» (κατά την τυπική ταινία επιστημονικής φαντασίας της δεκαετίας του 1950), που ούτε κόβεται, ούτε καίγεται, ούτε χαράζεται με κάποιο γήινο εργαλείο, δεν έχετε άδικο. Κι όμως, πρόκειται για σαφέστατα γήινο υλικό, ένα υλικό που παρασκευάστηκε σε εργαστήριο του Πανεπιστημίου Κάλτεκ στην Πασαντένα των ΗΠΑ.

Λέγεται άμορφο μέταλλο ή μεταλλικό γυαλί και ανήκει σε μια εντελώς νέα κατηγορία υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατασκευαστούν ελαφρότερες και ισχυρότερες εκδοχές οποιουδήποτε αντικειμένου. Στις περιπτώσεις που αντικαθιστά συμβατικά μεταλλικά κράματα, έχει διπλάσια αντοχή και μόλις το μισό βάρος. Δεν πρόκειται απλώς για ένα βελτιωμένο υλικό, αλλά για ένα πραγματικά επαναστατικό υλικό.

Η αντοχή και η μικρή πυκνότητα δεν είναι οι μόνες αρετές του. Μπορεί, επίσης, να χυθεί σε καλούπια, όπως ακριβώς τα πλαστικά! Ετσι, αντί να κατασκευάζονται μεταλλικά φύλλα, που μετά απαιτούν κόψιμο, μορφοποίηση, τρύπημα κτλ., επεξεργασίες που αδυνατίζουν την αντοχή του αντικειμένου, π.χ. ενός προφυλακτήρα αυτοκινήτου, ένας προφυλακτήρας από υαλώδες μέταλλο μπορεί να κατασκευαστεί απλώς με έγχυση σε καλούπι!

Επιπλέον, τα άμορφα μέταλλα μπορούν εύκολα να γίνουν αφρός, σε αντίθεση με τα συμβατικά μέταλλα στα οποία οι φυσαλίδες έχουν την τάση να ανεβαίνουν στην επιφάνεια. Τα άμορφα μέταλλα είναι παχύρρευστα και όπως τα πλαστικά επιτρέπουν την παρασκευή αφρού που είναι κατά 99% αέρας κι ωστόσο είναι 100 φορές πιο ανθεκτικός από το πολυστυρένιο! Ενα σάντουιτς από δύο λεπτά φύλλα άμορφου μετάλλου που καλύπτουν ένα πιο παχύ φύλλο αφρού άμορφου μετάλλου δημιουργούν ένα υλικό που είναι ανθεκτικό, ελαφρύ, θερμομονωτικό, ηχομονωτικό, άκαυστο, αδιάτρητο από τρωκτικά, δε σκουριάζει και μπορεί να αντέξει ακόμα και σε εκρήξεις μικρής ισχύος. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι που κάνουν τα άμορφα μέταλλα ιδιαίτερα ενδιαφέροντα για στρατιωτικές χρήσεις και γι' αυτό η έρευνα για την ανάπτυξή τους χρηματοδοτείται κυρίως από τις αμερικανικές Ενοπλες Δυνάμεις.

Το βασικότερο πρόβλημα με τα υαλώδη μέταλλα είναι το κόστος παρασκευής τους. Η πρώτη εμπορικά διαθέσιμη μορφή τους, που είναι δυνατόν να μορφοποιηθεί με έγχυση σε καλούπι, κοστίζει περίπου 30 δολάρια το κιλό, σε αντίθεση με τα 2 δολάρια το κιλό που κοστίζει το αλουμίνιο και το μισό δολάριο για το ατσάλι. Η μαζική εξάπλωσή τους αναμένεται να γίνει μόνο όταν το κόστος πέσει κάτω από τα 2 δολάρια. Ωστόσο, οι ριζικές αλλαγές στον τομέα των βασικών κατασκευαστικών υλικών δε συμβαίνουν μέσα σε μια νύχτα. Ακόμα κι αν τα άμορφα μέταλλα φτηνύνουν, οι μεγάλες μεταλλουργικές βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο θα πρέπει να ανανεώσουν πλήρως τα εργαλεία και τις εργαλειομηχανές τους για να μπορέσουν να τα χρησιμοποιήσουν. Αλλωστε, τα άμορφα μέταλλα, ως εργαστηριακά παράξενα χωρίς δυνατότητα πρακτικής χρήσης, μετρούν ήδη ζωή μισού αιώνα...

Εως το 1990 τα άμορφα μέταλλα παρασκευάζονταν μόνο σε πολύ λεπτές μεμβράνες με τη μέθοδο της υπερταχείας ψύξης, που είχαν εφεύρει Γερμανοί επιστήμονες και είχε τελειοποιήσει αργότερα ένας Βέλγος συνάδελφός τους. Ομως, με αύξηση της θερμοκρασίας πάνω από ένα όριο κρυσταλλοποιούνταν και έχαναν τις ασυνήθιστες ιδιότητές τους. Τότε, Ιάπωνες ερευνητές εγκατέλειψαν τη μέθοδο της παρεμπόδισης της κρυσταλλοποίησης με απότομη ψύξη και εφάρμοσαν τη μέθοδο της παρεμπόδισης με παρεμβολή ανάμεσα στα άτομα των μετάλλων του κράματος ατόμων στοιχείων που είχαν τουλάχιστον 12% μεγαλύτερη ατομική διάμετρο απ' αυτά. Καθώς τα κράματα ψύχονται κανονικά (όχι κατ' ανάγκη γρήγορα), τα άτομα των μετάλλων δεν μπορούν να καταλάβουν τις κατάλληλες θέσεις για το σχηματισμό του κρυσταλλικού πλέγματος γιατί παρεμποδίζονται από τα πρόσθετα ογκώδη άτομα και έτσι το στερεό κράμα προκύπτει άμορφο.

Την τελευταία δεκαετία Αμερικανοί ερευνητές ανακάλυψαν κατάλληλους συνδυασμούς στοιχείων που επιτρέπουν με αρκετά απλή διαδικασία να κατασκευαστούν χοντρά φύλλα ή ακόμα και πλάκες άμορφων μετάλλων. Αρχικά, τα υλικά αυτά ήταν ψαθυρά (έσπαγαν εύκολα), αλλά το πρόβλημα αντιμετωπίστηκε με μια αναλογία 80% άμορφου και 20% κρυσταλλοποιημένου μετάλλου. Ξυραφάκια με επίστρωση άμορφου μετάλλου θα μπορούσαν να μένουν κοφτερά επί ένα έτος. Προφανώς αυτός είναι ο λόγος που δεν έχουν κάνει ακόμα την εμφάνισή τους...

Ο σημαντικότερος παράγοντας του υψηλού κόστους των άμορφων μετάλλων είναι ότι πρέπει τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους να είναι απολύτως καθαρά. Ελάχιστη ποσότητα οξυγόνου ή άνθρακα στο μείγμα προκαλεί κρυσταλλοποίηση και καταστρέφει το κράμα. Ερευνητές διαπίστωσαν ότι ορισμένα χημικά στοιχεία που ανήκουν στις σπάνιες γαίες προσελκύουν τις ακαθαρσίες αυτές και ίσως δώσουν λύση στο πρόβλημα. Αλλοι ερευνητές, που δουλεύουν για το στρατό των ΗΠΑ, ισχυρίζονται ότι έχουν παρασκευάσει άμορφο τύπο ανοξείδωτου ατσαλιού με κόστος μόλις 5 δολάρια το κιλό. Μια ράβδος διαμέτρου 2,5 εκατοστών από αυτό το υλικό μπορεί να συγκρατήσει βάρος 250 τόνων!

Η εξέλιξη στον τομέα είναι ραγδαία και επιταχύνεται από το γεγονός ότι έγινε δυνατή η προσομοίωση των αλληλεπιδράσεων των ατόμων του κράματος σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Ετσι, δεν είναι πια απαραίτητη η χρονοβόρα και πολυέξοδη διαδικασία δοκιμής και σφάλματος στο εργαστήριο. Τα μοντέλα προσομοίωσης μπορούν να προσανατολίσουν τους επιστήμονες στα περισσότερο υποσχόμενα υλικά και στις κατάλληλες αναλογίες και μετά αρκούν μερικές πειραματικές δοκιμές για να καταληχθούν οι αναλογίες και η διαδικασία με ακρίβεια.

Η εφευρετικότητα του ανθρώπου είναι μεγάλη και αστείρευτη. Το ζήτημα είναι στην υπηρεσία ποιων στόχων και ποιων συμφερόντων μπαίνει...