كشف علماء في روسيا عن تطوير نموذج رياضي متطور يمثل قفزة نوعية في علوم المواد، حيث يتيح هذا الابتكار التحكم بدقة متناهية في عمليات تبريد سبائك المعادن لإنتاج مواد نانوية التبلور تتفوق في قوتها بمراحل على السبائك التقليدية المستخدمة حاليا.

وأوضح الباحثان مكسيم دودوروف والكسندر دروزين من الجامعة المعنية، أن النموذج المبتكر يعمل كآلة حاسبة ذكية قادرة على محاكاة نمو البلورات داخل المصهور المعدني لحظة تبريده السريع. وأضافا أن هذه التقنية تكسر المفاهيم السابقة التي كانت تعتبر تركيز الذرات على سطح المعدن ثابتا، بينما أثبتت الدراسات أن هذا التركيز يتغير في أجزاء من الثانية، وهو التحدي الذي كان يعيق تصنيع مواد فائقة القوة.

وبين الفريق العلمي أن الاعتماد على أساليب الديناميكا الحرارية غير المتوازنة وحساب التفاضل والتكامل التغيري مكنهم من إثبات أن سرعة نمو البلورات في المراحل المبكرة تختلف جذريا عما كان يعتقده العلماء سابقا. وشدد الباحثون على أن هذا الاكتشاف يفتح آفاقا واسعة أمام صناعات الطيران والمركبات الفضائية، حيث سيمكن المهندسين من تصميم أجزاء أكثر متانة وخفة، إضافة إلى تطوير أدوات دقيقة وطلاءات واقية ذات كفاءة عالية.

وأشار التقرير إلى أن الفوائد العملية لهذا النموذج تتجاوز النطاق النظري، إذ ستصبح عمليات اختيار ظروف التبريد أكثر دقة، مما يساهم في إنتاج سبائك غير متبلورة تضمن استدامة أكبر للمعدات الحساسة. وختم العلماء بالتأكيد على أن هذه النتائج تعد أداة جوهرية لتصميم مواد المستقبل التي ستدعم الابتكارات التقنية في قطاعات هندسية متعددة.