WEBVTT

00:00:06.791 --> 00:00:08.525
فولاد و پلاستیک.

00:00:08.525 --> 00:00:13.423
این دو ماده برای بسیاری از
زیرساختها و فناوریهای ما ضروری هستند٬

00:00:13.423 --> 00:00:17.129
و آنها در یک سری نقطه ضعف و قوت
دارند که مکمل هم هستند.

00:00:17.129 --> 00:00:18.900
فولاد سخت و محکم است٬

00:00:18.900 --> 00:00:21.249
اما به سختی شکل میپذیرد.

00:00:21.249 --> 00:00:23.885
در حالی که پلاستیک میتواند
تقریبا هر شکلی بگیرد٬

00:00:23.885 --> 00:00:26.072
اما نرم و ضعیف است.

00:00:26.072 --> 00:00:28.424
پس خوب نبود اگرفقط یک ماده داشتیم

00:00:28.424 --> 00:00:30.616
که به اندازه فولاد محکم بود

00:00:30.616 --> 00:00:33.507
و به اندازه پلاستیک شکل پذیر؟

00:00:33.507 --> 00:00:36.092
خُب٬ عدهی زیادی از دانشمندان و متخصصان

00:00:36.092 --> 00:00:41.039
درباره اختراعی نسبتا جدید
به نام شیشه فلزی هیجانزده هستند

00:00:41.039 --> 00:00:44.290
که هردوی آن ویژگیها 
و بیشتر از آن را دارد.

00:00:44.290 --> 00:00:47.509
شیشه فلزی مثل فلزات براق و مات است٬

00:00:47.509 --> 00:00:51.120
و همچنین مثل فلزات٬
رسانای گرما و الکتریسیته است.

00:00:51.120 --> 00:00:53.500
اما آنها بسیار محکمتر از
اکثر فلزات هستند٬

00:00:53.500 --> 00:00:56.101
و این یعنی میتوانند
میزان قابل توجهی نیرو را

00:00:56.101 --> 00:00:58.449
بدون خم شدن یا چین خوردن٬
تحمل کنند.

00:00:58.449 --> 00:01:00.193
و از آنها چاقوی جراحی بسیار تیز٬

00:01:00.193 --> 00:01:02.253
جعبههای الکترونیکی بسیار قوی٬

00:01:02.253 --> 00:01:03.089
لولاها٬

00:01:03.089 --> 00:01:04.132
پیچها٬

00:01:04.132 --> 00:01:05.632
و غیره ساخته میشود.

00:01:05.632 --> 00:01:08.019
شیشه فلزی همچنین ظرفیتی
باور نکردنی

00:01:08.019 --> 00:01:10.755
برای ذخیره و آزاد کردن
انرژی کشسانی دارد٬

00:01:10.755 --> 00:01:13.133
که باعث میشود برای ساخت
تجهیزات ورزشی٬

00:01:13.133 --> 00:01:14.258
مثل راکت تنیس٬

00:01:14.258 --> 00:01:15.320
چوب گلف٬

00:01:15.320 --> 00:01:16.700
و اسکی هم مناسب باشند.

00:01:16.700 --> 00:01:18.409
آنها در برابر خوردگی مقاوم هستند٬

00:01:18.409 --> 00:01:22.375
و میتوانند در شکلهای پیچیده
با سطحی آینه مانند ریخته گری شوند

00:01:22.375 --> 00:01:24.499
تنها طی یک فرآیند قالب گیری.

00:01:24.499 --> 00:01:26.812
با وجود استحکام آنها در دمای اتاق٬

00:01:26.812 --> 00:01:29.202
اگر چند صد درجه سلسیوس گرمشان کنید٬

00:01:29.202 --> 00:01:31.062
به طور قابل ملاحظهای نرم میشوند٬

00:01:31.062 --> 00:01:34.474
و میتوانند به هر شکلی
که بخواهید در بیایند.

00:01:34.474 --> 00:01:35.832
سپس آنها را سرد کنید٬

00:01:35.832 --> 00:01:38.278
و دوباره استحکام خود را به دست میآورند.

00:01:38.278 --> 00:01:41.206
خوب این ویژگیهای شگفت آور
از کجا آمدهاند؟

00:01:41.206 --> 00:01:45.519
در اصل٬ این خواص به خاطر ساختار اتمی
منحصر به فرد شیشه فلزی به وجود آمدهاند.

00:01:45.519 --> 00:01:48.154
بیشتر فلزات در حالت جامد
ساختاری بلوری دارند.

00:01:48.154 --> 00:01:52.278
یعنی اگرآنقدر نزدیک بروید که
اتمها را بتوانید ببینید٬

00:01:52.278 --> 00:01:56.304
خواهید دید که آنها به شکلی منظم و دقیق در
یک الگوی تکرار شونده قرار گرفتهاند

00:01:56.304 --> 00:01:58.587
که در کل ماده ادامه پیدا کرده است.

00:01:58.587 --> 00:01:59.871
یخ ساختار بلوری دارد٬

00:01:59.871 --> 00:02:01.124
و الماس هم٬

00:02:01.124 --> 00:02:02.219
و نمک.

00:02:02.219 --> 00:02:04.803
اگر این مواد را به اندازه کافی
گرم کنید تا ذوب شوند٬

00:02:04.803 --> 00:02:07.985
اتمها میتوانند آزادانه تکان بخورند
و به شکلی تصادفی حرکت کنند٬

00:02:07.985 --> 00:02:09.840
اما وقتی که دوباره آنها را خنک کنید٬

00:02:09.840 --> 00:02:11.767
اتمها دوباره نظم میگیرند٬

00:02:11.767 --> 00:02:13.841
و بلور را شکل میدهند.

00:02:13.841 --> 00:02:17.219
اما چه اتفاقی میافتد اگر یک فلز مذاب را
آنقدر سریع خنک کنید

00:02:17.219 --> 00:02:20.055
که اتمها نتوانند دوباره
جای خود را پیدا کنند٬

00:02:20.055 --> 00:02:21.914
پس ماده شکل جامد به خود بگیرد٬

00:02:21.914 --> 00:02:26.356
اما ساختار داخلی آن مانند یک مایع
بی نظم و پریشان باشد؟

00:02:26.356 --> 00:02:28.096
این میشود شیشه فلزی.

00:02:28.096 --> 00:02:31.579
این ساختار فاقد دامنه دانه بندی است

00:02:31.579 --> 00:02:33.472
که بیشتر فلزات دارند.

00:02:33.472 --> 00:02:36.884
اینها نقاط ضعیفی هستند که ماده
در آنجا مستعد خراشیدگی

00:02:36.884 --> 00:02:38.783
یا خوردگی است.

00:02:38.783 --> 00:02:43.394
اولین شیشه فلزی در سال ۱۹۶۰
از سیلیکون و طلا ساخته شد.

00:02:43.394 --> 00:02:44.837
ساخت آن ساده نبود.

00:02:44.837 --> 00:02:47.665
به این دلیل که اتمهای فلز
به سرعت ساختار بلوری میگیرند٬

00:02:47.665 --> 00:02:51.405
دانشمندان باید آلیاژ را با سرعت
باورنکردنی سرد میکردند٬

00:02:51.405 --> 00:02:54.527
با سرعت یک میلیون کلوین بر ثانیه٬

00:02:54.527 --> 00:02:57.456
با شلیک قطرات بسیار کوچک مذاب
به صفحههای مسی سرد٬

00:02:57.456 --> 00:03:00.317
یا با چرخاندن نوارهای بسیار نازک.

00:03:00.317 --> 00:03:05.440
در آن زمان٬ شیشه فلزی میتوانست تنها
دهها یا صدها میکرون ضخامت داشته باشد٬

00:03:05.440 --> 00:03:08.657
که برای اکثر کاربردها خیلی نازک بود٬

00:03:08.657 --> 00:03:10.715
اما از آن زمان٬
دانشمندان متوجه شدند

00:03:10.715 --> 00:03:14.318
که اگر چند فلز را
که به راحتی با هم ترکیب میشوند٬

00:03:14.318 --> 00:03:16.899
اما به سختی تشکیل بلور میدهند
را با هم مخلوط کنید٬

00:03:16.899 --> 00:03:19.701
که معمولا این به خاطر
تفاوت اندازه اتمهای آنها است٬

00:03:19.701 --> 00:03:22.945
ترکیب با سرعت بسیار کمتری
ساختار بلوری پیدا میکند.

00:03:22.945 --> 00:03:26.034
که یعنی نیازی نیست ماده را
آنقدرها هم سریع سرد کنید٬

00:03:26.034 --> 00:03:27.616
پس ماده ضخامت بیشتری خواهد داشت٬

00:03:27.616 --> 00:03:30.092
چند سانتی متر به جای چند میکرو متر.

00:03:30.092 --> 00:03:34.375
این مواد شیشههای فلزی تودهای
یا به اختصار BMG نامیده میشوند.

00:03:34.375 --> 00:03:37.042
خوب امروزه صدها نوع مختلف
از آنها وجود دارند٬

00:03:37.042 --> 00:03:40.109
پس چرا ما همه پلها و ماشینها را
از این مواد نمیسازیم؟

00:03:40.109 --> 00:03:44.349
اکثر BMGهایی که امروزه در دسترس هستند
از فلزات گران قیمت ساخته میشوند٬

00:03:44.349 --> 00:03:46.537
مثل پالادیوم و زیرکونیوم٬

00:03:46.537 --> 00:03:48.022
و باید بسیار هم خالص باشند

00:03:48.022 --> 00:03:51.374
زیرا هر گونه ناخالصی موجب
شکل گیری بلور میشود.

00:03:51.374 --> 00:03:56.386
پس یک آسمان خراش یا فضاپیما از جنس BMG
قیمتی نجومی خواهد داشت.

00:03:56.386 --> 00:03:57.776
و با وجود استحکام بالای آنها٬

00:03:57.776 --> 00:04:02.089
هنوز سختی لازم برای کاربردهای
باربری را ندارند.

00:04:02.089 --> 00:04:05.462
زمانی که تنشها زیاد میشوند٬
ممکن است بدون اطلاع قبلی دچار شکست شوند٬

00:04:05.462 --> 00:04:08.206
و این مسئله برای چیزی مثل یک پل
اصلا مناسب نیست.

00:04:08.206 --> 00:04:12.065
اما وقتی که دانشمندان راه ساختن این مواد
از فلزات ارزانتر را پیدا کنند٬

00:04:12.065 --> 00:04:14.058
و یاد بگیرند که سختی آنها را افزایش دهند٬

00:04:14.058 --> 00:04:15.736
برای این مواد ممتاز٬

00:04:15.736 --> 00:04:17.549
حد و مرزی وجود نخواهد داشت.