Önmagát ‘gyógyította meg’ egy fémdarab, a kutatók is ledöbbentek

Egy kísérlet során a tudósok megfigyelték, hogy egy fém önmagát “gyógyítja”. Ha ezt a folyamatot sikerül teljesen megérteni és irányítani, akkor a mérnöki tudományok egy teljesen új korszaka kezdődhet el.

Egy tavaly közzétett tanulmányban a Sandia National Laboratories és a Texas A&M University csapata a fém rugalmasságát tesztelte úgy, hogy másodpercenként 200-szor húzták meg az anyagot a kép végpontjánál, és egy speciális transzmissziós elektronmikroszkópos technikával megfigyelték a nagyon apró mértékű öngyógyulást egy vákuumban felfüggesztett, 40 nanométer vastagságú platinadarabon.

A fent leírt igénybevétel által okozott szerkezeti sérüléseket kifáradásnak nevezik, mivel az ismétlődő feszültség és mozgás mikroszkopikus töréseket okoz, amelyek végül az adott elem törését okozzák. Meglepő módon, körülbelül 40 után azonban a platinán lévő repedés elkezdett összeforrni. Brad Boyce, a Sandia Nemzeti Laboratórium anyagtudósa szerint lenyűgöző volt a folyamatot első kézből látni. Elmondta továbbá, hogy „természetesen nem erre számítottunk. Amit megerősítettünk, az az, hogy a fémeknek megvan a saját természetes képességük az öngyógyításra, legalábbis a mikroszkopikus fáradási sérülések esetében.”

Az önjavító fém soha nem látott lehetőségeket kínálhat

Platinarög. Illusztráció: Alchemist-hp/Wikimedia

A Science Alert beszámolója szerint ezek fontos kritériumok, viszont még nem tudjuk pontosan, hogy a folyamat hogyan történik, illetve, hogy hogyan használhatánk ki. Viszont, mivel a hidaktól kezdve az elektronikai eszközeinken át szinte minden használati tárgyban és épületben is megtalálhatók fémek, fontos lenne kideríteni, hogy az öngyógyító anyagok mekkora különbséget jelentenének mind karbantartásban, mind anyagköltségben.

Bár a megfigyelés példa nélküli, nem teljesen váratlan. 2013-ban Michael Demkowicz, a Texas A&M Egyetem anyagtudósa megjósolta, hogy ez a fajta folyamat valóban végbemehet. Ezt a bennük található, apró kristályszemcsék idéznek elő, amelyek terhelés hatására lényegében eltolják a határaikat. Demkowicz a legújabb tanulmányban a frissített számítógépes modellekkel kimutatta, hogy a fémek nanoszintű öngyógyító viselkedéséről szóló, évtizedes elméletei megfelelnek az itt történteknek.

Az, hogy az automatikus javítási folyamat szobahőmérsékleten történt, a kutatás másik érdekes és egyben ígéretes aspektusa. A fémek általában csak magas hőmérséklet hatására változtatják az alakjukat, de a kísérletet vákuumban végezték. Egyelőre nem tudni, hogy ugyanez a folyamat a hagyományos fémeknél is megtörténik-e hagyományos körülmények között. Az egyik lehetséges magyarázat a hideghegesztés, amely normál körülmények között akkor következik be, 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 azonban a tiszta fémek elég közel kerülhetnek egymáshoz ahhoz, hogy eggyé váljanak.

Demkowicz bízik abban, hogy a felfedezés arra ösztönzi majd az anyagkutatókat, hogy átgondolják, az egyes anyagok a megfelelő körülmények között milyen dolgokra is lehetnek még képesek, és hogy ebből hogyan profitálhat az emberiség.

Érdemes elolvasni:

• Olyan veszélyes ez a hely, mint Csernobil, mégis bárki látogathatja
• A halál visszafordítható, így örökké élhetünk egy szakértő szerint