Pęknięty kawałek metalu uległ samoregeneracji podczas eksperymentu i wprawił naukowców w osłupienie

W badaniu zespół z Sandia National Laboratories i Texas A&M University (USA) przetestował stabilność metalu. Aby to zrobić, użyli specjalistycznego transmisyjnego mikroskopu elektronowego do ciągnięcia końców metalu 200 razy na sekundę.

Podczas eksperymentu naukowcy obserwowali gojenie się samego metalu. Jeśli proces ten uda się w pełni zrozumieć i kontrolować, będzie to początek zupełnie nowej ery inżynierii, pisze ScienceAlert.

Naukowcy zaobserwowali samoleczenie na bardzo małą skalę w kawałku platyny o grubości 40 nanometrów zawieszonym w próżni.

Pęknięcia spowodowane opisanym powyżej rodzajem deformacji znane są jako uszkodzenia zmęczeniowe: powtarzające się obciążenia i ruchy powodują mikroskopijne rozdarcia, które ostatecznie prowadzą do zniszczenia maszyn lub struktur.

Co zaskakujące, po około 40 minutach obserwacji pęknięcie w platynie zaczęło się zrastać i naprawiać, a następnie ponownie przesuwać w innym kierunku.

"To było po prostu niesamowite. Zdecydowanie tego nie oczekiwaliśmy. Potwierdziliśmy, że metale mają własną naturalną zdolność do naprawy, przynajmniej w przypadku uszkodzeń zmęczeniowych w nanoskali" - powiedział badacz materiałów Brad Boyce z Sandia National Laboratories po ogłoszeniu wyników.

Naukowcy wyjaśniają, że nie wiedzą dokładnie, jak to się dzieje ani jak można to wykorzystać w przyszłości. Jednak gdy pomyślimy o kosztach i wysiłku wymaganym do naprawy wszystkiego, od mostów, przez silniki, po telefony, trudno sobie wyobrazić, jak wiele mogłyby zmienić samonaprawiające się metale.

Chociaż obserwacja ta jest bezprecedensowa, nie jest całkowicie nieoczekiwana. W 2013 roku naukowiec zajmujący się materiałami Michael Demkovich z Texas A&M University pracował nad badaniem, które sugerowało, że tego rodzaju uzdrawianie nanopęknięć może wystąpić, ponieważ maleńkie ziarna kryształów w metalach faktycznie przesuwają swoje granice w odpowiedzi na stres. Demkovich pracował również nad tym badaniem przy użyciu zaktualizowanych modeli komputerowych, aby wykazać, że jego teorie sprzed dekady dotyczące samoleczenia metali w nanoskali są zgodne z tym, co dzieje się tutaj.

Kolejnym obiecującym aspektem badania jest fakt, że proces automatycznej naprawy zachodził w temperaturze pokojowej. Zwykle metal wymaga dużej ilości ciepła, aby zmienić swój kształt, ale eksperyment przeprowadzono w próżni, więc nie wiadomo, czy ten sam proces wystąpiłby w przypadku zwykłego metalu w typowym środowisku.

Możliwym wyjaśnieniem jest proces znany jako spawanie na zimno, który zachodzi w temperaturze otoczenia, gdy metalowe powierzchnie zbliżają się do siebie na tyle blisko, że ich atomy łączą się ze sobą. Zazwyczaj proces ten jest utrudniony przez cienkie warstwy powietrza lub zanieczyszczeń. W środowiskach takich jak próżnia kosmiczna, czyste metale mogą być ściśnięte na tyle blisko siebie, że dosłownie sklejają się ze sobą.

"Mam nadzieję, że to odkrycie zachęci badaczy materiałów do myślenia o tym, że w odpowiednich okolicznościach materiały mogą robić rzeczy, których nigdy się nie spodziewaliśmy" - powiedział Demkovic.

Wcześniej OBOZ.UA poinformował, że fizycy znaleźli dowody na istnienie "ujemnego czasu". Naukowcy uważają, że wyniki te podkreślają szczególne dziwactwo mechaniki kwantowej, a nie radykalne zmiany w naszym rozumieniu czasu.

Tylko zweryfikowane informacje są dostępne na naszym kanale Telegram OBOZ.UA i Viber. Nie daj się nabrać na podróbki!