Ορισμένα μέταλλα μπορούν να επιδιορθώσουν μόνα τους τα κατάγματα

Τα μέταλλα δεν είναι γνωστό ότι «θεραπεύονται» από μόνα τους. Μόλις σπάσουν, υποτίθεται ότι τα υλικά παραμένουν σπασμένα εκτός εάν εξωτερικές δυνάμεις τα μεταρρυθμίσουν. Αλλά νέα έρευνα για τις μεταλλικές ιδιότητες δείχνει ότι αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Στην πραγματικότητα, ορισμένα μέταλλα φαίνεται να επιδιορθώνουν φυσικά από μόνα τους – μια ανακάλυψη που θα μπορούσε μια μέρα να αλλάξει τα μηχανικά σχέδια εδώ στη Γη και πέρα ​​από αυτήν.

Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την περασμένη εβδομάδα στο


Φύση




Ζωντανή Επιστήμη


πρόσφατα σημείωσε, οι παρατηρήσεις της ομάδας ήρθαν εντελώς τυχαία κατά την παρατήρηση των δύο υλικών σε επίπεδο νανοκλίμακα.

[Related: Watch this metallic material move like the T-1000 from ‘

Terminator

2′]

Η ανακάλυψη προέκυψε κατά τη δοκιμή των ιδιοτήτων ανθεκτικότητας σε στρες εξαιρετικά μικροσκοπικών δειγμάτων πλατίνας και χαλκού. Για να γίνει αυτό, η ομάδα υπέβαλε τα μέταλλα σε ταχεία, μικροσκοπική ώθηση μέσω ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης με ρυθμό 200 χτυπημάτων ανά δευτερόλεπτο. Αν και η συσκευή άσκησε πίεση μόνο παρόμοια με αυτή των ποδιών ενός κουνουπιού που περπατούσε, τα μέταλλα εξακολουθούσαν να αναπτύσσουν μικρές ρωγμές με την πάροδο του χρόνου.

Τέτοια ζητήματα συμβαίνουν καθημερινά στον πραγματικό κόσμο. «Από τις συνδέσεις συγκόλλησης στις ηλεκτρονικές συσκευές μας μέχρι τους κινητήρες του οχήματός μας μέχρι τις γέφυρες στις οποίες οδηγούμε, αυτές οι δομές συχνά αποτυγχάνουν απρόβλεπτα λόγω κυκλικής φόρτισης που οδηγεί σε έναρξη ρωγμής και τελικά θραύση».

Μπραντ Μπόις

, ένας επιστήμονας υλικών στο Sandia National Labs, δήλωσε σε πρόσφατο δελτίο τύπου. «Όταν αποτυγχάνουν, πρέπει να αντιμετωπίσουμε το κόστος αντικατάστασης, τον χαμένο χρόνο και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ακόμη και τραυματισμούς ή απώλεια ζωών».

Μέσα σε 40 λεπτά από τις δοκιμές της ομάδας, ωστόσο, τόσο τα δείγματα πλατίνας όσο και χαλκού επουλώθηκαν σαν να μην υπήρχαν ποτέ οι ρωγμές.

«Οι ρωγμές στα μέταλλα αναμενόταν μόνο να γίνουν μεγαλύτερες, όχι μικρότερες. Ακόμη και μερικές από τις βασικές εξισώσεις που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε την ανάπτυξη ρωγμών αποκλείουν τη δυνατότητα τέτοιων διαδικασιών επούλωσης».

Μπόις

στο δελτίο τύπου.

[Related: This giant

solar power

station could beam

energy

to lunar bases.]

Αν και ήταν έκπληξη για πολλούς από τους ερευνητές, οι θεραπευτικές ικανότητες επιβεβαίωσαν στην πραγματικότητα α

θεωρία δεκαετιών

που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά από τον Michael Demkowicz, καθηγητή επιστημών υλικών και μηχανικής στη συνέχεια στο MIT. Το 2013, ο Demkowicz προσπάθησε να διορθώσει τη θεωρία των συμβατικών υλικών μέσω προσομοιώσεων υπολογιστή που έδειξαν ότι, υπό ορισμένες συνθήκες, το μέταλλο υποθετικά θα μπορούσε να επιδιορθώσει τις ρωγμές που προκαλούνται από το στρες. Το κλειδί για μια τέτοια εκπληκτική ικανότητα έρχεται μέσω αυτού που είναι γνωστό ως «ψυχρή συγκόλληση», στην οποία οι πλευρές δύο ρωγμών συμπιέζονται το ένα μέσα στο άλλο κάτω από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες.

Πολλά απομένουν ακόμη να διερευνηθούν και να δοκιμαστούν, αλλά τέτοιες επιπτώσεις θα μπορούσαν να είναι εκτεταμένες, αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι μηχανικοί σχεδιάζουν και κατασκευάζουν τα πάντα, από κτίρια στη Γη μέχρι οχήματα που μεταφέρουν το διάστημα. Τα πρόσφατα πειράματα διεξήχθησαν σε κενό, αλλά η ομάδα ελπίζει να μάθει εάν η συγκόλληση μετάλλου ψυχρής συγκόλλησης θα μπορούσε να συμβεί σε κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Αν μη τι άλλο,

σκέφτεται ο Ντέμκοβιτς

η ανακάλυψη είναι μια εξαιρετική υπενθύμιση ότι, «υπό τις κατάλληλες συνθήκες, τα υλικά μπορούν να κάνουν πράγματα που δεν περιμέναμε ποτέ».