Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

MIT thinks small to find safer metals

22.02.2006

Anzeige


MIT researchers have devised a new method for shrinking the size of crystals to make safer metal alloys. The new materials could replace metal coatings such as chromium, which is dangerous for factory workers to produce.

The method, developed by Associate Professor Christopher Schuh and graduate student Andrew Detor, both of the Department of Materials Science and Engineering, involves making the crystals within an alloy (a combination of two or more metals) smaller and thus harder.


For the chromium replacement, the two made crystals of nickel and tungsten small enough that the resulting alloy is as hard as chromium. The trick is a new twist on electroplating that involves manipulating -- on the nanoscale, or billionths of a meter -- how the nickel and tungsten atoms are laid down as they are plated onto another metal.

While so-called hard chromium is used to coat industrial parts and decorative items such as automobile bumpers, the coating process uses a form of chromium called hexavalent chromium that has been linked to cancer and other adverse health effects if workers inhale it. A steel ring, for example, is coated using a bath of hexavalent chromium that gives off harmful fumes.

While exhaust hoods are used to take away much of the fumes, the federal government currently is considering tougher safety standards for workers exposed to the baths. That has led industrial companies to look for metals that will not give off the harmful fumes. Schuh says the new alloy is one such safer alternative.

"The ability to control the structure of a metal to nearly the atomic scale is new and enables us to make the alloy very hard," Schuh said.

He compared the method to making a wall out of stones and mortar. Using large stones doesn’t require much mortar, but smaller stones require more mortar, which makes for a stronger stone wall.

In the new chromium replacement, each microscopic piece of nickel is surrounded by even tinier bits of tungsten. The researchers control how the tungsten fills in the spaces between the pieces of nickel, thus creating a tighter and stronger crystal structure than metals and alloys with larger crystals.

In addition to producing safer alternative metal coatings, the method also allows for manipulating the structure of metals to improve their resistance to cracking, corrosion and other wear and tear, Schuh said. Schuh already has tested steel coated with chromium and his new alloy, and the alloy has held up better against some types of corrosion.

Schuh said that while replacing chromium as a metal coating is likely to be the initial application of this method, other nanostructure alloys could be used to replace other metal coatings in the future.

Hexavalent chromium, the material Schuh hopes to replace, is used in just about every major heavy industry worldwide. It has been under scrutiny since the early 1970s and was the subject of the movie, "Erin Brockovich." New environmental standards on hexavalent chromium expected soon from the Occupational Safety and Health Administration (OSHA) could be 50 times more stringent than current standards.

More than 25,000 U.S. workers are exposed to hexavalent chromium each year in the chrome-plating process alone, according to OSHA figures. And that’s only a fraction of the total number exposed to the carcinogen.

"Other countries also are introducing significant new controls, so this is a problem that is not going to go away," said Schuh. He said he expects industries using hexavalent chromium to undergo major structural changes to meet the new standards, including seeking alternative materials for plating.

Schuh has filed for two patents on the technology. An article on the new method is to appear this summer in the Materials Research Society Proceedings.

Schuh, along with Alan Lund, a former researcher at MIT, also is a co-founder of a company called Xtalic Corp. of Medford, Mass., which will license the intellectual property from MIT. It aims to commercialize the metal-coating technology based on nanostructure alloys.

The U.S. Army Research Office funded the work.

Elizabeth A. Thomson | Quelle: MIT News Office
Weitere Informationen: www.mit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber
08.02.2012 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht All Foamed Up
07.02.2012 | Angewandte Chemie International Edition

Alle Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert


Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst

Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...

Im Focus: Datenspeicher mit Lachs-DNA und Nano-Silber


Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.

Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.

Das System ...

Im Focus: VLT liefert detailreichstes Infrarotbild des Carinanebels


Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.

Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.

Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...

Im Focus: Automatisch Lücken im Funkspektrum erkennen


Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.

Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...

Im Focus: Bronze-Matrjoschka: hocheffiziente Katalysatoren und Nanoröhrchen mit ungewöhnlicher Symmetrie


Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.

Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.

In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Zwerggalaxie hat großen Hunger

08.02.2012 | Physik Astronomie

Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

Obstacles No Barrier to Higher Speeds for Worms

08.02.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

»Jede Sekunde zählt« Erster Internationaler Kongress zu Rettungsdienstsystemen in Neu Delhi

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Bauwerke gebrauchstauglich halten

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012

08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp