Ученые обнаружили, что металлы могут излечивать себя

Мы являемся свидетелями инженерной революции. Ученые впервые в истории наблюдали, как металлы трескаются, а затем восстанавливаются, явление, которое может значительно изменить срок службы машин и конструкций, увеличив их срок службы. Это новаторское наблюдение бросает вызов устоявшимся научным теориям и прокладывает путь к разработке самовосстанавливающихся двигателей, мостов и самолетов.

Исследование, проведенное Sandia National Laboratories и Техасским университетом A&M и опубликованное в известном научном журнале Nature, раскрывает потрясающую новую способность металлов. «Металлы обладают присущей им способностью к самовосстановлению, особенно когда речь идет об усталостных повреждениях на наноуровне», — сказал материаловед Брэд Бойс из Sandia.

Удивительное открытие: ученые обнаружили, что металлы могут лечить себя сами

Усталостное повреждение является частой причиной механических повреждений. Непрерывное напряжение или движение приводит к образованию микроскопических трещин, которые постепенно расширяются с течением времени, что в конечном итоге приводит к поломке системы. Команде удалось отследить одну такую ​​нанотрещину, когда она образовалась, а затем неожиданно исчезла, ончейнпэй.

Концепция самовосстанавливающихся материалов в основном ограничивалась некоторыми пластиками, а самовосстанавливающиеся металлы относятся к области научной фантастики. «Преобладало мнение, что трещины в металлах будут только расти, а не уменьшаться. Фундаментальные уравнения, управляющие ростом трещины, даже исключают возможность таких восстановительных процессов», — добавил Бойс.

Бросая вызов традиционной мудрости

Майкл Демкович, в настоящее время профессор Техасского университета A&M, заложил теоретическую основу для этого поразительного открытия. В 2013 году он предложил теорию, предполагающую, что металлы действительно могут самовосстанавливаться при определенных условиях.

Разоблачение неожиданно пришло в Центр интегрированных нанотехнологий, объект Министерства энергетики, которым управляют национальные лаборатории Сандия и Лос-Аламос. Наблюдая за развитием трещины в наноразмерном куске платины, команда заметила, что трещина начала заживать сама, плавно сливаясь и не оставляя следов предшествующего повреждения.

Подтверждение теорий, открытие новых возможностей

Поделившись этим открытием с Демковичем, профессор воссоздал эксперимент с помощью компьютерного моделирования, подтвердив наблюдаемое явление как то же, что он теоретизировал несколько лет назад.

Нам еще многое предстоит узнать об этом процессе самовосстановления и его потенциальном применении. «Это новаторское открытие заставляет исследователей признать, что при правильных обстоятельствах материалы могут проявлять свойства, которых мы никогда не ожидали», — сказал Демкович.