Треснувший кусок металла «исцелился» во время эксперимента: ученые ошеломлены (фото)

Иллюстрация / Фото: из открытых источников

Есть вещи, о которых обычный человек подумает: "Такого не должно было бы произойти". Именно так случилось во время одного из экспериментов, когда ученые наблюдали, как металл исцеляет сам себя.

Если этот процесс удастся полностью понять и контролировать, мы можем оказаться в начале новой эры инженерии. В исследовании, опубликованном в прошлом году, команда из Сандийской национальной лаборатории и Техасского университета A&M тестировала устойчивость металла, используя специализированный трансмиссионный электронный микроскоп, чтобы вытянуть концы металла 200 раз каждую секунду.

Затем они наблюдали самовосстановление в сверхмалых масштабах на куске платины толщиной 40 нанометров, подвешенном в вакууме. Трещины, вызванные описанным выше типом деформации, известны как усталостные повреждения: повторяющиеся напряжения и движения вызывают микроскопические разрывы, которые в конечном итоге приводят к поломке машин или конструкций.

Удивительно, но после примерно 40 минут наблюдений трещина в платине начала срастаться и восстанавливаться, прежде чем снова начала двигаться в другом направлении.

"Это было совершенно потрясающе наблюдать собственными глазами. Мы, конечно, не ожидали этого. Мы подтвердили, что металлы имеют собственную внутреннюю, естественную способность к самовосстановлению, по крайней мере в случае усталостных повреждений на наноуровне", – говорил материаловед Брэд Бойс из Сандийской национальной лаборатории, когда были объявлены результаты.

Это точные условия, и еще неизвестно как именно это происходит и человечество может это использовать. Однако, если подумать о затратах и усилиях, необходимых для ремонта всего – от мостов до двигателей и телефонов – то невозможно представить, как много могут изменить самовосстанавливающиеся металлы.

Хотя это наблюдение является беспрецедентным, оно не является вполне неожиданным. В 2013 году материаловед Техасского университета A&M Майкл Демкович работал над исследованием, в котором предсказал, что такое заживление нанотрещин может происходить благодаря крошечным кристаллическим зернам внутри металлов, которые, по сути, смещают свои границы в ответ на стресс, пишет Science Alert.

Демкович также работал над этим исследованием, используя обновленные компьютерные модели, чтобы показать, что его десятилетние теории о самовосстановлении металла на наноуровне соответствуют тому, что происходило здесь.

То, что процесс автоматического восстановления происходил при комнатной температуре, является еще одним многообещающим аспектом исследования. Обычно металл требует много тепла, чтобы изменить свою форму, но эксперимент проводился в вакууме; еще предстоит выяснить, произойдет ли тот же процесс в обычных металлах в типичной среде.

Возможным объяснением такого феномена может быть процесс, известный как холодная сварка, который происходит при температуре окружающей среды, когда металлические поверхности приближаются друг к другу настолько, что их атомы могут спутаться между собой.

Обычно этому процессу мешают тонкие слои воздуха или загрязнители. В среде, подобной космическому вакууму, чистые металлы могут быть сближены настолько, что буквально слипнутся.

"Я надеюсь, что это открытие побудит исследователей материалов задуматься над тем, что при определенных обстоятельствах материалы могут делать то, чего мы никогда не ожидали", – констатировал Демкович.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo