Megjavította saját magát egy megrepedt fémdarab, a kutatók is ledöbbentek

A tudósok megfigyelték, hogy egy különös fém önmagát javította meg, amire korábban még nem volt példa. Ha ezt a folyamatot sikerül teljesen megérteni és irányítani, akkor a mérnöki tudományok egy teljesen új korszakának kezdetén állhatunk.

A Sandia National Laboratories és a Texas A&M University csapata a fém rugalmasságát tesztelte egy speciális transzmissziós elektronmikroszkópos technikával, amely másodpercenként 200-szor húzta meg a fém végeit. Ezután megfigyelték az öngyógyulást kis méretekben egy vákuumban felfüggesztett 40 nanométer vastagságú platinadarabon.

A fentiekben leírtak által okozott repedéseket fáradásos károsodásnak nevezzük. Az ismétlődő feszültség és mozgás mikroszkopikus töréseket okoz, amelyek végül a gépek vagy szerkezetek töréséhez vezetnek. Meglepő módon, körülbelül 40 percnyi megfigyelés után a platinán lévő repedés elkezdett újra összeolvadni és megjavulni, mielőtt más irányba indult volna el újra.

“Lenyűgöző volt első kézből látni”, mesélte Brad Boyce, a Sandia National Laboratories anyagtudósa a Science Alertnek. “Természetesen nem erre számítottunk.”

Amit megerősítettünk, az az, hogy a fémeknek megvan a saját belső, természetes képességük az öngyógyításra, legalábbis a nanoméretű fáradási sérülések esetében.

Bármilyen fém képes lenne rá?

Ezek pontos feltételek, de még nem tudjuk pontosan, hogy ez hogyan történik, vagy hogyan használhatjuk ki. Ha azonban belegondolunk a hidaktól kezdve a motorokon át a telefonokig mindenféle javítási költségekre és erőfeszítésekre, nem lehet megmondani, hogy az öngyógyító fémek mekkora különbséget jelenthetnek.

És bár a megfigyelés példa nélküli, nem teljesen váratlan. 2013-ban Michael Demkowicz, a Texas A&M Egyetem anyagtudósa egy tanulmányon dolgozott, amelyben megjósolta, hogy ez a fajta nanorepedés és gyógyulás megtörténhet, amit a fémekben lévő apró kristályos szemcsék okozhatnak, amelyek nyomás hatására lényegében elmozdítják a határaikat.

Demkowicz a jelenlegi tanulmányban is részt vett, és frissített számítógépes modellekkel mutatta ki, hogy a fémek nanoszintű öngyógyító viselkedéséről szóló évtizedes elméletei megfelelnek az itt történteknek.

A kutatás másik ígéretes aspektusa, hogy az automatikus javítási folyamat szobahőmérsékleten történt. A fémeknek általában sok hőre van szükségük ahhoz, hogy megváltoztassák az alakjukat, de a kísérletet vákuumban végezték. Még nem tudni, hogy ugyanez a folyamat a hagyományos fémeknél is megtörténik-e szokásos környezetükben.

A lehetséges magyarázat a hideghegesztésnek nevezett folyamat, amely környezeti hőmérsékleten történik, amikor a fémfelületek elég közel kerülnek egymáshoz ahhoz, hogy az atomjaik összekapcsolódjanak. Általában vékony légrétegek vagy szennyeződések zavarják a folyamatot; az űr vákuumához hasonló környezetben a tiszta fémek elég közel kerülhetnek egymáshoz ahhoz, hogy szó szerint összeragadjanak.

“Remélem, hogy ez a felfedezés gondolkodásra ösztönzi az anyagkutatókat, mivel a megfelelő körülmények között az anyagok olyan dolgokra is képesek, amelyekre nem számítottunk”, mondja Demkowicz.

A kutatást a Nature folyóiratban tették közzé.

Érdemes elolvasni:

• Vajon Einstein elmélete alapján létezhet a túlvilág?
• Szenet találtak az univerzum azon időszakából, amikor az még nem létezhetett