RW Space

Поместите это в раздел «Этого не должно случиться!». В ходе эксперимента ученые наблюдали самоисцеление металла. Если этот процесс можно будет полностью понять и контролировать, мы сможем оказаться в начале совершенно новой эры инженерии.

В исследовании, опубликованном в прошлом году, команда из Сандиаских национальных лабораторий и Техасского университета A&M проверяла устойчивость металла, используя специальную технику просвечивающего электронного микроскопа, которая тянула концы металла 200 раз в секунду.

>

Затем они наблюдали самовосстановление в сверхмалых масштабах в куске платины толщиной 40 нанометров, подвешенном в вакууме.

Трещины, вызванные описанным выше напряжением, известны как усталостное повреждение: повторяющееся напряжение и движение, вызывающее микроскопические разрушения, в конечном итоге вызывая поломку машин или конструкций.

Удивительно, но примерно через 40 минут наблюдения трещина в платина начала снова сплавляться и восстанавливаться, а затем снова пошла в другом направлении.

«Это было просто потрясающе наблюдать своими глазами», — сказал ученый-материаловед Брэд Бойс из Национальных лабораторий Сандии, когда были объявлены результаты.

«Мы определенно не искали этого. Мы подтвердили, что металлы обладают собственной присущей им естественной способностью лечить сами по себе, по крайней мере, в случае усталостного повреждения на наноуровне.»

Это точные условия, и мы пока не знаем точно, как это происходит и как мы можем это использовать. Однако, если вы подумаете о затратах и ​​усилиях, необходимых для ремонта всего: от мостов до двигателей и телефонов, невозможно предсказать, какую разницу могут иметь самовосстанавливающиеся металлы.

Хотя это наблюдение беспрецедентно, оно не является полностью неожиданным. В 2013 году ученый-материаловед из Техасского университета A&M Майкл Демкович работал над исследованием, предсказывающим, что такое заживление нанотрещин может произойти, вызванное тем, что крошечные кристаллические зерна внутри металлов существенно смещают свои границы в ответ на стресс.

Демкович также работал над этим исследованием, используя обновленные компьютерные модели, чтобы показать, что его теории десятилетней давности о металле поведение самовосстановления на наноуровне соответствовало тому, что происходило здесь.

То, что автоматический процесс восстановления происходит при комнатной температуре, является еще одним многообещающим аспектом исследования. Металлу обычно требуется много тепла, чтобы изменить свою форму, но эксперимент проводился в вакууме; еще неизвестно, будет ли тот же процесс происходить в обычных металлах в типичной среде.

Возможно объяснение включает в себя процесс, известный как холодная сварка, который происходит при температуре окружающей среды, когда металлические поверхности сближаются достаточно близко друг к другу, чтобы их соответствующие атомы сплелись вместе.

Обычно тонкие слои воздуха или загрязнения мешают процессу; в таких средах, как космический вакуум, чистые металлы могут сближаться настолько близко, что буквально слипаются.

» Я надеюсь, что это открытие побудит исследователей материалов задуматься о том, что при определенных обстоятельствах материалы могут делать то, чего мы никогда не ожидали», — сказал Демкович.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в июле 2023 года.