ટંગસ્ટન ખાસ કરીને ગરમ ફ્યુઝન પ્લાઝ્માથી ઘેરાયેલા જહાજના અત્યંત તાણવાળા ભાગો માટે સામગ્રી તરીકે યોગ્ય છે, તે સૌથી વધુ ગલનબિંદુ ધરાવતી ધાતુ છે. જો કે, એક ગેરલાભ તેની બરડપણું છે, જે તાણ હેઠળ તેને નાજુક અને નુકસાનની સંભાવના બનાવે છે. ગાર્ચિંગ ખાતે મેક્સ પ્લાન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર પ્લાઝ્મા ફિઝિક્સ (IPP) દ્વારા હવે એક નવલકથા, વધુ સ્થિતિસ્થાપક સંયોજન સામગ્રી વિકસાવવામાં આવી છે. તે કોટેડ ટંગસ્ટન વાયર એમ્બેડેડ સાથે સજાતીય ટંગસ્ટન ધરાવે છે. એક શક્યતા અભ્યાસે નવા સંયોજનની મૂળભૂત યોગ્યતા દર્શાવી છે.

IPP ખાતે હાથ ધરાયેલા સંશોધનનો ઉદ્દેશ્ય એવા પાવર પ્લાન્ટને વિકસાવવાનો છે જે સૂર્યની જેમ અણુ ન્યુક્લીના ફ્યુઝનમાંથી ઊર્જા મેળવે છે. વપરાયેલ બળતણ એ ઓછી ઘનતાવાળા હાઇડ્રોજન પ્લાઝ્મા છે. ફ્યુઝન અગ્નિને પ્રજ્વલિત કરવા માટે પ્લાઝમાને ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં સીમિત અને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવું પડે છે. મૂળમાં 100 મિલિયન ડિગ્રી પ્રાપ્ત થાય છે. ગરમ પ્લાઝ્મા સાથે સીધા સંપર્કમાં આવતા ઘટકો માટે સામગ્રી તરીકે ટંગસ્ટન અત્યંત આશાસ્પદ ધાતુ છે. આઈપીપીમાં વ્યાપક તપાસ દ્વારા આ દર્શાવવામાં આવ્યું છે. અત્યાર સુધી વણઉકેલાયેલી સમસ્યા, જોકે, સામગ્રીની બરડતા રહી છે: પાવર પ્લાન્ટની પરિસ્થિતિમાં ટંગસ્ટન તેની કઠિનતા ગુમાવે છે. સ્થાનિક તણાવ - તણાવ, ખેંચાણ અથવા દબાણ - સામગ્રીને સહેજ રસ્તો આપીને દૂર કરી શકાતી નથી. તેના બદલે તિરાડો રચાય છે: ઘટકો તેથી સ્થાનિક ઓવરલોડિંગ માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

તેથી જ આઈપીપીએ સ્થાનિક તાણનું વિતરણ કરવા સક્ષમ માળખાની શોધ કરી. ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ સિરામિક્સ મોડેલ તરીકે સેવા આપે છે: ઉદાહરણ તરીકે, બરડ સિલિકોન કાર્બાઇડ જ્યારે સિલિકોન કાર્બાઇડ ફાઇબર સાથે પ્રબલિત કરવામાં આવે છે ત્યારે તે પાંચ ગણું સખત બને છે. થોડા પ્રારંભિક અભ્યાસો પછી IPP વિજ્ઞાની જોહાન રીશે તપાસ કરવાની હતી કે શું સમાન સારવાર ટંગસ્ટન મેટલ સાથે કામ કરી શકે છે.

પ્રથમ પગલું નવી સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવાનું હતું. ટંગસ્ટન મેટ્રિક્સને કોટેડ લાંબા તંતુઓ સાથે મજબૂત બનાવવું પડતું હતું જેમાં વાળ જેવા પાતળા ટંગસ્ટન વાયરનો સમાવેશ થતો હતો. વાયરો, મૂળરૂપે લાઇટ બલ્બ માટે તેજસ્વી ફિલામેન્ટ્સ તરીકે બનાવાયેલ છે, જ્યાં ઓસરામ જીએમબીએચ દ્વારા સપ્લાય કરવામાં આવે છે. તેમને કોટિંગ કરવા માટેની વિવિધ સામગ્રીની તપાસ IPP ખાતે કરવામાં આવી હતી, જેમાં એર્બિયમ ઓક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે. સંપૂર્ણપણે કોટેડ ટંગસ્ટન તંતુઓ પછી સમાંતર અથવા બ્રેઇડેડ, એકસાથે ભેગા કરવામાં આવ્યા હતા. ટંગસ્ટન જોહાન રીશ અને તેના સહકાર્યકરો સાથે વાયર વચ્ચેના અંતરને ભરવા માટે પછી અંગ્રેજી ઔદ્યોગિક ભાગીદાર આર્ચર ટેક્નિકોટ લિમિટેડ સાથે મળીને એક નવી પ્રક્રિયા વિકસાવી. જ્યારે ટંગસ્ટન વર્કપીસ સામાન્ય રીતે ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર મેટલ પાવડરથી એકસાથે દબાવવામાં આવે છે. સંયોજન ઉત્પન્ન કરવાની સૌમ્ય પદ્ધતિ મળી: ટંગસ્ટનને મધ્યમ તાપમાને રાસાયણિક પ્રક્રિયા લાગુ કરીને વાયુયુક્ત મિશ્રણમાંથી વાયર પર જમા કરવામાં આવે છે. ઇચ્છિત પરિણામ સાથે, ટંગસ્ટન-ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ ટંગસ્ટનનું સફળતાપૂર્વક ઉત્પાદન થયું હોય તેવું આ પ્રથમ વખત હતું: પ્રથમ પરીક્ષણો પછી ફાઇબરલેસ ટંગસ્ટનના સંબંધમાં નવા સંયોજનની અસ્થિભંગની કઠિનતા પહેલાથી જ ત્રણ ગણી વધી ગઈ હતી.

બીજું પગલું એ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેની તપાસ કરવાનું હતું: નિર્ણાયક પરિબળ એ સાબિત થયું કે રેસા મેટ્રિક્સમાં તિરાડો પાડે છે અને સામગ્રીમાં સ્થાનિક રીતે કાર્ય કરતી ઊર્જાનું વિતરણ કરી શકે છે. અહીં ફાઇબર અને ટંગસ્ટન મેટ્રિક્સ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ, એક તરફ, જ્યારે તિરાડો રચાય ત્યારે રસ્તો આપી શકે તેટલા નબળા હોવા જોઈએ અને બીજી તરફ, તંતુઓ અને મેટ્રિક્સ વચ્ચે બળ પ્રસારિત કરી શકે તેટલા મજબૂત હોવા જોઈએ. બેન્ડિંગ ટેસ્ટમાં આ એક્સ-રે માઇક્રોટોમોગ્રાફી દ્વારા સીધું જોઇ શકાય છે. આ સામગ્રીની મૂળભૂત કામગીરી દર્શાવે છે.

સામગ્રીની ઉપયોગિતા માટે નિર્ણાયક, જો કે, જ્યારે તેને લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે ઉન્નત કઠિનતા જાળવી રાખવામાં આવે છે. જોહાન રિશે એ નમૂનાઓની તપાસ કરીને તપાસ કરી કે જે અગાઉની થર્મલ સારવાર દ્વારા ગર્ભિત થઈ ગયા હતા. જ્યારે નમૂનાઓ સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશનને આધિન હતા અથવા ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ મૂકવામાં આવ્યા હતા, ત્યારે તેમને ખેંચવા અને વાળવાથી પણ આ કિસ્સામાં સુધારેલ સામગ્રી ગુણધર્મોની પુષ્ટિ થાય છે: જો મેટ્રિક્સ જ્યારે ભાર મૂકે ત્યારે નિષ્ફળ જાય, તો તંતુઓ સર્જાતી તિરાડોને દૂર કરવામાં અને તેમને સ્ટેમ કરવામાં સક્ષમ છે.

નવી સામગ્રીને સમજવા અને તેના ઉત્પાદન માટેના સિદ્ધાંતો આમ સ્થાયી થયા છે. નમૂનાઓ હવે સુધારેલ પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓ હેઠળ અને ઑપ્ટિમાઇઝ ઇન્ટરફેસ સાથે ઉત્પન્ન થવાના છે, આ મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે પૂર્વશરત છે. નવી સામગ્રી ફ્યુઝન સંશોધનના ક્ષેત્રની બહાર પણ રસ ધરાવતી હોઈ શકે છે.