Спукано парче метал се самовъзстанови в зашеметяващ научен експеримент

Американски учени наблюдаваха как метал се самолекува – нещо невиждано досега. Ако този процес може да бъде напълно разбран и контролиран, може да се окаже, че сме в началото на изцяло нова ера в инженерството.

В публикувано през юли изследване, екип от Националните лаборатории Сандия и Тексаския университет A&M тества устойчивостта на метала, като използва специализирана техника на трансмисионен електронен микроскоп, за да издърпва краищата на метала 200 пъти всяка секунда.

След това те наблюдават самовъзстановяването в свръхмалки мащаби в парче платина с дебелина 40 нанометра, окачено във вакуум.

Пукнатините, причинени от описания по-горе вид натоварване са известни като умора на метала: повтарящи се натоварвания и движения, които предизвикват микроскопични разкъсвания и в крайна сметка водят до разрушаване на машини или структури.

Удивително е, че след около 40 минути наблюдение пукнатината в платината започна да се слива и да се поправя.

„Беше абсолютно зашеметяващо да наблюдавам това отблизо. Със сигурност не го търсихме или очаквахме. Това, което потвърдихме е, че металите имат своя вътрешна и естествена способност да се самолекуват, поне в случай на повреди от умора в наномащаб.“

каза ученият по материалите Брад Бойс от Националните лаборатории Сандия

Това са точни условия и все още не знаем как точно се случва това и как можем да го използваме. Въпреки това, ако се замислите за разходите и усилията, необходими за поправката на всичко – от мостове до двигатели и смартфони, не се знае колко голяма разлика биха могли да направят самовъзстановяващите се метали.

Въпреки че наблюдението е безпрецедентно, то не е напълно неочаквано. През 2013 година Майкъл Демкович – учен по материалознание от Тексаския университет A&M работи върху проучване, в което прогнозира, че може да се случи такъв вид нанозаздравяване, задвижвано от малките кристални зърна в металите, които по същество променят границите си в отговор на стрес.

Друг обещаващ аспект на изследването е фактът, че процесът на автоматично заздравяване се извършва при стайна температура. Обикновено металът се нуждае от много топлина, за да промени формата си, но експериментът е проведен във вакуум. Остава да се види дали същият процес ще се случи с конвенционалните метали в типична среда.

Възможното обяснение е процесът, известен като студено заваряване, който се случва при температури на околната среда, когато металните повърхности се доближат достатъчно близо една до друга, за да могат съответните им атоми да се преплетат.

Обикновено тънки слоеве въздух или замърсители пречат на процеса. В среди като космическия вакуум, чистите метали могат да бъдат принудени да се приближат достатъчно близо един до друг, за да се слепят буквално.