O bucată de metal fisurată s-a vindecat singură într-un experiment care i-a uimit pe oamenii de știință

În cadrul unui experiment, oamenii de știință au observat cum o bucată de metal fisurată s-a vindecat singură. Dacă acest proces poate fi pe deplin înțeles și controlat, am putea fi la începutul unei noi ere în inginerie.

O echipă de la Sandia National Laboratories și Texas A&M University – ambele instituții din SUA – a testat rezistența metalului, folosind o tehnică specializată de microscop electronic de transmisie pentru a trage de capetele metalului de 200 de ori pe secundă.

• Încă un pas spre un viitor sustenabil: cercetătorii lucrează la bateriile din coji de semințe de…
• Ce este sindromul capului care explodează? Este mai comun decât crezi!

Ei au observat apoi autovindecarea la scări ultra mici într-o bucată de platină cu grosimea de 40 de nanometri, suspendată în vid.

Fisurile cauzate de tipul de deformare descris sunt cunoscute sub denumirea de deteriorare prin oboseală: tensiuni și mișcări repetate care provoacă rupturi microscopice, provocând în cele din urmă ruperea mașinilor sau a structurilor.

În mod uimitor, după aproximativ 40 de minute de observație, fisura din platină a început să fuzioneze la loc și să se repare înainte de a porni din nou într-o direcție diferită.

„Acest lucru a fost absolut uluitor de urmărit la fața locului”, a declarat cercetătorul în domeniul materialelor Brad Boyce de la Sandia National Laboratories, atunci când au fost anunțate rezultatele.

Începutul unei noi ere în inginerie

„Cu siguranță nu am căutat asta. Ceea ce am confirmat este că metalele au propria lor capacitate intrinsecă, naturală, de a se vindeca singure, cel puțin în cazul deteriorării prin oboseală la scară nanometrică.”

Acestea sunt condiții exacte și nu știm încă sigur cum se întâmplă acest lucru sau cum îl putem folosi, scrie ScienceAlert.

Deși observația este fără precedent, nu este cu totul neașteptată. În 2013, Michael Demkowicz, cercetător în domeniul materialelor la Universitatea A&M din Texas, a lucrat la un studiu care prevedea că acest tip de vindecare ar putea avea loc, datorită faptului că micile granule cristaline din interiorul metalelor își schimbă în mod esențial limitele ca răspuns la stres.

Demkowicz a lucrat, de asemenea, la acest studiu, folosind modele computerizate actualizate pentru a demonstra că teoriile sale vechi de zece ani privind comportamentul de autovindecare al metalelor la scară nanometrică se potrivesc cu ceea ce se întâmplă aici.

Fisura din platină a început să se repare

Faptul că procesul de reparare automată a avut loc la temperatura camerei este un alt aspect promițător al cercetării. De obicei, metalul are nevoie de multă căldură pentru a-și schimba forma, dar experimentul a fost efectuat în vid; rămâne de văzut dacă același proces se va întâmpla în cazul metalelor convenționale într-un mediu obișnuit.

O posibilă explicație implică un proces cunoscut sub numele de sudură la rece, care are loc la temperaturi ambientale ori de câte ori suprafețele metalice se apropie suficient de mult pentru ca atomii lor respectivi să se încurce între ei.

De obicei, straturi subțiri de aer sau contaminanți interferează cu procesul; în medii precum vidul din spațiu, metalele pure pot fi forțate să se apropie suficient de mult încât să se lipească la propriu.

Cercetarea a fost publicată în Nature.

Vă recomandăm să mai citiți și:

De ce scârțâie metalul?

Ce arată un studiu despre metalele grele din ciocolată?

Studiu înfiorător: Arsenic, plumb și alte metale toxice au fost găsite în tampoane

Metalul a fost imprimat 3D, în premieră, pe Stația Spațială Internațională