一种简单的合金已经获得了“有史以来最坚硬的材料”的桂冠。在一项新的研究中，由伯克利实验室的研究人员领导的团队通过一系列测试发现，这种合金不仅具有令人难以置信的韧性，而且具有高强度和高延展性，在较低的温度下，这种材料的强度和延展性实际上有所提高，这与大多数已知材料不同。
这种合金含有铬、钴和镍（CrCoNi），它属于一类被称为高熵合金（HEA）的金属。大多数合金是由一种主要的元素和少量的其他元素组成的，但是HEAs包含每种元素的数量相等。这可以赋予它们一些令人印象深刻的特性，例如高强度重量比，随温度上升的弹性模量，或超强度和延展性。
在以前的工作中，研究人员发现CrCoNi在-196 °C（-321 °F）左右的低温下显示出高强度和韧性。在新的研究中，研究小组调查了它在更低的温度-253°C（-424°F）下是否可以保持，在这个温度下，氦作为一种液体存在。果然，它的韧性在防止裂缝扩展方面达到了新的高度。
这项研究的联合首席研究员罗伯特-里奇说："这种材料在接近液态氦温度时的韧性高达500兆帕斯卡的平方根米。"在相同的单位中，一块硅的韧性是1，航空客机的铝制机身大约是35，而一些最好的钢的韧性大约是100。因此，500是一个极为惊人的数字。"
铬钴镍合金晶体结构的显微镜图像，以及对含有锰和铁的变化的测试（CrMnFeCoNi）Robert Ritchie/Berkeley
通常情况下，材料在较低的温度下会变得更脆，因此研究小组调查了铬钴镍如何能够保持得如此好。他们使用几种类型的显微镜来探测受力合金的晶格结构。结果发现，铬钴镍通过一系列以特定顺序发生的原子相互作用获得其冷韧性。晶体中的缺陷被施加的力所取代，直到它们产生障碍，以增加对该力的阻力。该过程的最后一步是将晶体结构从立方体转换为六方体。
研究小组说，这种材料在面对难以置信的低温时的韧性可以使它对在深空等极端环境中工作的物体很有用。
该研究发表在《科学》杂志上。