Fel rheol, gyda metelau, mae cyfaddawd rhwng cryfder a dargludedd trydanol, ond gall deunyddiau newydd newid hynny. Llwyddodd tîm o ymchwilwyr i ddefnyddio diffygion i wneud arian yn gryfach o lawer na'r arfer, wrth barhau i gynnal ei ddargludedd trydanol. Nid yn unig hynny, ond mae'n gwthio terfynau damcaniaethol degawdau oed.
Mae diffygion yn rhan anochel o fetelau, a thros amser maent yn aml yn achosi problemau fel disgleirdeb neu feddalu. Gall cyfuno gwahanol fetelau mewn aloion helpu i oresgyn rhai o'r problemau hyn, ond yn aml ar draul dargludedd trydanol. Dod o hyd i'r gorau o ddau fyd yw nod ymchwilwyr.
Mae'r datrysiad yn swnio'n ddigon syml: fe wnaethant gymysgu ychydig bach o gopr ag arian. Mae'r canlyniad terfynol yn 42 y cant yn gryfach na'r arian cryfaf blaenorol, wrth barhau i gynnal trydan. Ond yr hyn sydd fwyaf trawiadol am yr aloi newydd yw ei fod yn fwy na'r hyn a elwir yn "derfyn tudalen neuadd."
Mae'r berthynas Hall-Petch, sydd wedi bod yn ddilysnod gwyddoniaeth deunyddiau am fwy na 70 mlynedd, yn awgrymu, wrth i rawn metel fynd yn llai, bod y deunydd ei hun yn dod yn gryfach, ond gyda therfyn. Pan fydd y grawn yn mynd yn rhy fach (ychydig nanometrau o led), mae eu ffiniau'n dod yn ansefydlog ac mae'r deunydd yn meddalu eto.
Llwyddodd yr ymchwilwyr i wthio'r terfyn hwn trwy greu metel o'r enw "Nano-Twin Nanocrystalline". Gan fod atomau copr ychydig yn llai nag atomau arian, maent yn tueddu i syrthio i ddiffygion ar ffiniau grawn. Mae hyn yn atal symud diffygion sy'n achosi i'r deunydd feddalu. Ar yr un pryd, nid yw'r atomau copr yn rhwystro electronau rhag pasio trwy'r atomau arian, a thrwy hynny gynnal eu dargludedd trydanol.
Dywed y tîm y gallai'r dull gael ei gymhwyso i lawer o fetelau eraill ar wahân i arian. Yn y pen draw, gellid defnyddio'r dechnoleg i wneud paneli solar mwy effeithlon, awyrennau ysgafnach neu weithfeydd pŵer niwclear mwy diogel.
