गरम फ्यूजन प्लाझ्मा असलेल्या जहाजाच्या अत्यंत तणावग्रस्त भागांसाठी सामग्री म्हणून टंगस्टन विशेषतः योग्य आहे, तो सर्वात जास्त वितळणारा बिंदू असलेला धातू आहे. तथापि, एक तोटा म्हणजे त्याचा ठिसूळपणा, ज्यामुळे तणावाखाली ते नाजूक आणि नुकसान होण्याची शक्यता असते. गार्चिंग येथील मॅक्स प्लँक इन्स्टिट्यूट फॉर प्लाझ्मा फिजिक्स (IPP) द्वारे आता एक नवीन, अधिक लवचिक कंपाऊंड मटेरियल विकसित केले आहे. यात एकसंध टंगस्टन आणि लेपित टंगस्टन वायर्स एम्बेड केलेल्या असतात. एका व्यवहार्यता अभ्यासाने नुकतेच नवीन कंपाऊंडची मूलभूत उपयुक्तता दर्शविली आहे.

आयपीपी येथे केलेल्या संशोधनाचे उद्दिष्ट एक उर्जा संयंत्र विकसित करणे आहे जे सूर्याप्रमाणेच अणु केंद्रकांच्या संलयनातून ऊर्जा मिळवते. वापरलेले इंधन कमी घनता हायड्रोजन प्लाझ्मा आहे. फ्यूजन आग प्रज्वलित करण्यासाठी प्लाझ्मा चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बंदिस्त करून उच्च तापमानाला गरम करावा लागतो. कोरमध्ये 100 दशलक्ष अंश प्राप्त होतात. गरम प्लाझ्माच्या थेट संपर्कात येणाऱ्या घटकांसाठी सामग्री म्हणून टंगस्टन एक अत्यंत आशादायक धातू आहे. हे आयपीपीच्या विस्तृत तपासणीद्वारे निदर्शनास आले आहे. आत्तापर्यंत न सुटलेली समस्या, तथापि, सामग्रीचा ठिसूळपणा आहे: पॉवर प्लांटच्या परिस्थितीत टंगस्टन त्याची कणखरता गमावतो. स्थानिक ताण - तणाव, ताणणे किंवा दाब - सामग्री किंचित मार्ग देऊन दूर केली जाऊ शकत नाही. त्याऐवजी क्रॅक तयार होतात: त्यामुळे घटक स्थानिक ओव्हरलोडिंगवर अतिशय संवेदनशीलपणे प्रतिक्रिया देतात.

म्हणूनच आयपीपीने स्थानिक तणावाचे वितरण करण्यास सक्षम संरचना शोधल्या. फायबर-रीइन्फोर्स्ड सिरॅमिक्स मॉडेल म्हणून काम करतात: उदाहरणार्थ, सिलिकॉन कार्बाइड फायबरसह मजबूत केल्यावर ठिसूळ सिलिकॉन कार्बाइड पाचपट कठीण बनते. काही प्राथमिक अभ्यासांनंतर आयपीपी शास्त्रज्ञ जोहान रिश यांनी टंगस्टन धातूवर समान उपचार कार्य करू शकतात का याचा शोध घ्यायचा होता.

पहिली पायरी म्हणजे नवीन साहित्य तयार करणे. टंगस्टन मॅट्रिक्सला केसांसारखे पातळ टंगस्टन वायर असलेले लेपित लांब तंतूंनी मजबुत केले पाहिजे. ओस्राम GmbH द्वारे पुरवलेल्या तारा, मूळत: प्रकाश बल्बसाठी चमकदार फिलामेंट्स म्हणून अभिप्रेत आहेत. आयपीपीमध्ये एर्बियम ऑक्साईडसह त्यांना कोटिंगसाठी विविध सामग्रीची तपासणी करण्यात आली. पूर्ण लेपित टंगस्टन तंतू नंतर एकतर समांतर किंवा वेणीने एकत्र केले जातात. टंगस्टन जोहान रीश आणि त्याच्या सहकाऱ्यांनी वायर्समधील अंतर भरून काढण्यासाठी इंग्लिश औद्योगिक भागीदार आर्चर टेक्निकॉट लिमिटेड यांच्या संयुक्त विद्यमाने एक नवीन प्रक्रिया विकसित केली. तर टंगस्टन वर्कपीस सामान्यतः उच्च तापमानात आणि दाबाने धातूच्या पावडरपासून एकत्र दाबल्या जातात. कंपाऊंड तयार करण्याची सौम्य पद्धत सापडली: मध्यम तापमानात रासायनिक प्रक्रिया करून टंगस्टन वायूच्या मिश्रणातून तारांवर जमा केले जाते. ही पहिलीच वेळ होती की टंगस्टन-फायबर-प्रबलित टंगस्टन यशस्वीरित्या तयार केले गेले, इच्छित परिणाम: पहिल्या चाचण्यांनंतर फायबरलेस टंगस्टनच्या संबंधात नवीन कंपाऊंडची फ्रॅक्चर कडकपणा आधीच तिप्पट झाली आहे.

हे कसे कार्य करते याचा शोध घेणे ही दुसरी पायरी होती: निर्णायक घटक हे सिद्ध झाले की तंतू मॅट्रिक्समध्ये क्रॅक करतात आणि सामग्रीमध्ये स्थानिक पातळीवर कार्य करणारी ऊर्जा वितरीत करू शकतात. येथे तंतू आणि टंगस्टन मॅट्रिक्समधील इंटरफेस, एकीकडे, जेव्हा क्रॅक तयार होतात तेव्हा मार्ग देण्यासाठी पुरेसे कमकुवत असावे आणि दुसरीकडे, तंतू आणि मॅट्रिक्समधील बल प्रसारित करण्यासाठी पुरेसे मजबूत असावे. बेंडिंग चाचण्यांमध्ये हे एक्स-रे मायक्रोटोमोग्राफीद्वारे थेट पाहिले जाऊ शकते. याने सामग्रीची मूलभूत कार्यप्रणाली दर्शविली.

सामग्रीच्या उपयुक्ततेसाठी निर्णायक, तथापि, जेव्हा ते लागू केले जाते तेव्हा वर्धित कडकपणा राखला जातो. जोहान रीश यांनी आधीच्या थर्मल उपचारांमुळे नमुन्यांची तपासणी करून हे तपासले. जेव्हा नमुने सिंक्रोट्रॉन रेडिएशनच्या अधीन होते किंवा इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली ठेवतात तेव्हा त्यांना ताणणे आणि वाकवणे देखील या प्रकरणात सुधारित सामग्री गुणधर्मांची पुष्टी करते: जर ताण आल्यास मॅट्रिक्स अयशस्वी झाले, तर तंतू उद्भवणारी तडे भरून काढू शकतात आणि त्यांना स्टेम करू शकतात.

नवीन सामग्री समजून घेण्यासाठी आणि तयार करण्यासाठी तत्त्वे अशा प्रकारे स्थायिक होतात. नमुने आता सुधारित प्रक्रियेच्या परिस्थितीत आणि ऑप्टिमाइझ केलेल्या इंटरफेससह तयार केले जातील, मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी ही पूर्व शर्त आहे. नवीन साहित्य फ्यूजन संशोधन क्षेत्राच्या पलीकडे देखील स्वारस्य असू शकते.