1
00:00:06,791 --> 00:00:08,525
فولاد و پلاستیک.

2
00:00:08,525 --> 00:00:13,423
این دو ماده برای بسیاری از
زیرساختها و فناوریهای ما ضروری هستند٬

3
00:00:13,423 --> 00:00:17,129
و آنها در یک سری نقطه ضعف و قوت
دارند که مکمل هم هستند.

4
00:00:17,129 --> 00:00:18,900
فولاد سخت و محکم است٬

5
00:00:18,900 --> 00:00:21,249
اما به سختی شکل میپذیرد.

6
00:00:21,249 --> 00:00:23,885
در حالی که پلاستیک میتواند
تقریبا هر شکلی بگیرد٬

7
00:00:23,885 --> 00:00:26,072
اما نرم و ضعیف است.

8
00:00:26,072 --> 00:00:28,424
پس خوب نبود اگرفقط یک ماده داشتیم

9
00:00:28,424 --> 00:00:30,616
که به اندازه فولاد محکم بود

10
00:00:30,616 --> 00:00:33,507
و به اندازه پلاستیک شکل پذیر؟

11
00:00:33,507 --> 00:00:36,092
خُب٬ عدهی زیادی از دانشمندان و متخصصان

12
00:00:36,092 --> 00:00:41,039
درباره اختراعی نسبتا جدید
به نام شیشه فلزی هیجانزده هستند

13
00:00:41,039 --> 00:00:44,290
که هردوی آن ویژگیها 
و بیشتر از آن را دارد.

14
00:00:44,290 --> 00:00:47,509
شیشه فلزی مثل فلزات براق و مات است٬

15
00:00:47,509 --> 00:00:51,120
و همچنین مثل فلزات٬
رسانای گرما و الکتریسیته است.

16
00:00:51,120 --> 00:00:53,500
اما آنها بسیار محکمتر از
اکثر فلزات هستند٬

17
00:00:53,500 --> 00:00:56,101
و این یعنی میتوانند
میزان قابل توجهی نیرو را

18
00:00:56,101 --> 00:00:58,449
بدون خم شدن یا چین خوردن٬
تحمل کنند.

19
00:00:58,449 --> 00:01:00,193
و از آنها چاقوی جراحی بسیار تیز٬

20
00:01:00,193 --> 00:01:02,253
جعبههای الکترونیکی بسیار قوی٬

21
00:01:02,253 --> 00:01:03,089
لولاها٬

22
00:01:03,089 --> 00:01:04,132
پیچها٬

23
00:01:04,132 --> 00:01:05,632
و غیره ساخته میشود.

24
00:01:05,632 --> 00:01:08,019
شیشه فلزی همچنین ظرفیتی
باور نکردنی

25
00:01:08,019 --> 00:01:10,755
برای ذخیره و آزاد کردن
انرژی کشسانی دارد٬

26
00:01:10,755 --> 00:01:13,133
که باعث میشود برای ساخت
تجهیزات ورزشی٬

27
00:01:13,133 --> 00:01:14,258
مثل راکت تنیس٬

28
00:01:14,258 --> 00:01:15,320
چوب گلف٬

29
00:01:15,320 --> 00:01:16,700
و اسکی هم مناسب باشند.

30
00:01:16,700 --> 00:01:18,409
آنها در برابر خوردگی مقاوم هستند٬

31
00:01:18,409 --> 00:01:22,375
و میتوانند در شکلهای پیچیده
با سطحی آینه مانند ریخته گری شوند

32
00:01:22,375 --> 00:01:24,499
تنها طی یک فرآیند قالب گیری.

33
00:01:24,499 --> 00:01:26,812
با وجود استحکام آنها در دمای اتاق٬

34
00:01:26,812 --> 00:01:29,202
اگر چند صد درجه سلسیوس گرمشان کنید٬

35
00:01:29,202 --> 00:01:31,062
به طور قابل ملاحظهای نرم میشوند٬

36
00:01:31,062 --> 00:01:34,474
و میتوانند به هر شکلی
که بخواهید در بیایند.

37
00:01:34,474 --> 00:01:35,832
سپس آنها را سرد کنید٬

38
00:01:35,832 --> 00:01:38,278
و دوباره استحکام خود را به دست میآورند.

39
00:01:38,278 --> 00:01:41,206
خوب این ویژگیهای شگفت آور
از کجا آمدهاند؟

40
00:01:41,206 --> 00:01:45,519
در اصل٬ این خواص به خاطر ساختار اتمی
منحصر به فرد شیشه فلزی به وجود آمدهاند.

41
00:01:45,519 --> 00:01:48,154
بیشتر فلزات در حالت جامد
ساختاری بلوری دارند.

42
00:01:48,154 --> 00:01:52,278
یعنی اگرآنقدر نزدیک بروید که
اتمها را بتوانید ببینید٬

43
00:01:52,278 --> 00:01:56,304
خواهید دید که آنها به شکلی منظم و دقیق در
یک الگوی تکرار شونده قرار گرفتهاند

44
00:01:56,304 --> 00:01:58,587
که در کل ماده ادامه پیدا کرده است.

45
00:01:58,587 --> 00:01:59,871
یخ ساختار بلوری دارد٬

46
00:01:59,871 --> 00:02:01,124
و الماس هم٬

47
00:02:01,124 --> 00:02:02,219
و نمک.

48
00:02:02,219 --> 00:02:04,803
اگر این مواد را به اندازه کافی
گرم کنید تا ذوب شوند٬

49
00:02:04,803 --> 00:02:07,985
اتمها میتوانند آزادانه تکان بخورند
و به شکلی تصادفی حرکت کنند٬

50
00:02:07,985 --> 00:02:09,840
اما وقتی که دوباره آنها را خنک کنید٬

51
00:02:09,840 --> 00:02:11,767
اتمها دوباره نظم میگیرند٬

52
00:02:11,767 --> 00:02:13,841
و بلور را شکل میدهند.

53
00:02:13,841 --> 00:02:17,219
اما چه اتفاقی میافتد اگر یک فلز مذاب را
آنقدر سریع خنک کنید

54
00:02:17,219 --> 00:02:20,055
که اتمها نتوانند دوباره
جای خود را پیدا کنند٬

55
00:02:20,055 --> 00:02:21,914
پس ماده شکل جامد به خود بگیرد٬

56
00:02:21,914 --> 00:02:26,356
اما ساختار داخلی آن مانند یک مایع
بی نظم و پریشان باشد؟

57
00:02:26,356 --> 00:02:28,096
این میشود شیشه فلزی.

58
00:02:28,096 --> 00:02:31,579
این ساختار فاقد دامنه دانه بندی است

59
00:02:31,579 --> 00:02:33,472
که بیشتر فلزات دارند.

60
00:02:33,472 --> 00:02:36,884
اینها نقاط ضعیفی هستند که ماده
در آنجا مستعد خراشیدگی

61
00:02:36,884 --> 00:02:38,783
یا خوردگی است.

62
00:02:38,783 --> 00:02:43,394
اولین شیشه فلزی در سال ۱۹۶۰
از سیلیکون و طلا ساخته شد.

63
00:02:43,394 --> 00:02:44,837
ساخت آن ساده نبود.

64
00:02:44,837 --> 00:02:47,665
به این دلیل که اتمهای فلز
به سرعت ساختار بلوری میگیرند٬

65
00:02:47,665 --> 00:02:51,405
دانشمندان باید آلیاژ را با سرعت
باورنکردنی سرد میکردند٬

66
00:02:51,405 --> 00:02:54,527
با سرعت یک میلیون کلوین بر ثانیه٬

67
00:02:54,527 --> 00:02:57,456
با شلیک قطرات بسیار کوچک مذاب
به صفحههای مسی سرد٬

68
00:02:57,456 --> 00:03:00,317
یا با چرخاندن نوارهای بسیار نازک.

69
00:03:00,317 --> 00:03:05,440
در آن زمان٬ شیشه فلزی میتوانست تنها
دهها یا صدها میکرون ضخامت داشته باشد٬

70
00:03:05,440 --> 00:03:08,657
که برای اکثر کاربردها خیلی نازک بود٬

71
00:03:08,657 --> 00:03:10,715
اما از آن زمان٬
دانشمندان متوجه شدند

72
00:03:10,715 --> 00:03:14,318
که اگر چند فلز را
که به راحتی با هم ترکیب میشوند٬

73
00:03:14,318 --> 00:03:16,899
اما به سختی تشکیل بلور میدهند
را با هم مخلوط کنید٬

74
00:03:16,899 --> 00:03:19,701
که معمولا این به خاطر
تفاوت اندازه اتمهای آنها است٬

75
00:03:19,701 --> 00:03:22,945
ترکیب با سرعت بسیار کمتری
ساختار بلوری پیدا میکند.

76
00:03:22,945 --> 00:03:26,034
که یعنی نیازی نیست ماده را
آنقدرها هم سریع سرد کنید٬

77
00:03:26,034 --> 00:03:27,616
پس ماده ضخامت بیشتری خواهد داشت٬

78
00:03:27,616 --> 00:03:30,092
چند سانتی متر به جای چند میکرو متر.

79
00:03:30,092 --> 00:03:34,375
این مواد شیشههای فلزی تودهای
یا به اختصار BMG نامیده میشوند.

80
00:03:34,375 --> 00:03:37,042
خوب امروزه صدها نوع مختلف
از آنها وجود دارند٬

81
00:03:37,042 --> 00:03:40,109
پس چرا ما همه پلها و ماشینها را
از این مواد نمیسازیم؟

82
00:03:40,109 --> 00:03:44,349
اکثر BMGهایی که امروزه در دسترس هستند
از فلزات گران قیمت ساخته میشوند٬

83
00:03:44,349 --> 00:03:46,537
مثل پالادیوم و زیرکونیوم٬

84
00:03:46,537 --> 00:03:48,022
و باید بسیار هم خالص باشند

85
00:03:48,022 --> 00:03:51,374
زیرا هر گونه ناخالصی موجب
شکل گیری بلور میشود.

86
00:03:51,374 --> 00:03:56,386
پس یک آسمان خراش یا فضاپیما از جنس BMG
قیمتی نجومی خواهد داشت.

87
00:03:56,386 --> 00:03:57,776
و با وجود استحکام بالای آنها٬

88
00:03:57,776 --> 00:04:02,089
هنوز سختی لازم برای کاربردهای
باربری را ندارند.

89
00:04:02,089 --> 00:04:05,462
زمانی که تنشها زیاد میشوند٬
ممکن است بدون اطلاع قبلی دچار شکست شوند٬

90
00:04:05,462 --> 00:04:08,206
و این مسئله برای چیزی مثل یک پل
اصلا مناسب نیست.

91
00:04:08,206 --> 00:04:12,065
اما وقتی که دانشمندان راه ساختن این مواد
از فلزات ارزانتر را پیدا کنند٬

92
00:04:12,065 --> 00:04:14,058
و یاد بگیرند که سختی آنها را افزایش دهند٬

93
00:04:14,058 --> 00:04:15,736
برای این مواد ممتاز٬

94
00:04:15,736 --> 00:04:17,549
حد و مرزی وجود نخواهد داشت.