Archivar esto en ‘¡Se supone que eso no debería suceder!’: Los científicos observaron cómo un metal se curaba a sí mismo, algo nunca antes visto. Si este proceso puede entenderse y controlarse plenamente, podríamos estar en el comienzo de una nueva era de la ingeniería.
En un estudio publicado en julio, un equipo de los Laboratorios Nacionales Sandia y la Universidad Texas A&M estaba probando la resistencia del metal utilizando una transmisión especializada. microscopio electrónico Técnica para tirar de los extremos del metal 200 veces por segundo.
Luego observaron la autocuración a escalas ultrapequeñas en una pieza de platino de 40 nanómetros de espesor suspendida en el vacío.
Las grietas causadas por el tipo de tensión descrita anteriormente se conocen como daño por fatiga: tensión y movimiento repetidos que provocan roturas microscópicas y, finalmente, provocan la rotura de máquinas o estructuras.
Sorprendentemente, después de unos 40 minutos de observación, la grieta en el platino comenzó a fusionarse y repararse antes de comenzar de nuevo en una dirección diferente.
“Esto fue absolutamente impresionante de ver de primera mano”, dicho El científico de materiales Brad Boyce de Sandia National Laboratories cuando se anunciaron los resultados.
“Ciertamente no lo estábamos buscando. Lo que hemos confirmado es que los metales tienen su propia capacidad intrínseca y natural para curarse a sí mismos, al menos en el caso de daños por fatiga a nanoescala”.
Estas son condiciones exactas y aún no sabemos exactamente cómo está sucediendo esto o cómo podemos usarlo. Sin embargo, si piensas en los costos y el esfuerzo necesarios para reparar todo de puentes Desde motores hasta teléfonos, no se sabe cuánta diferencia podrían hacer los metales autorreparables.
Si bien la observación no tiene precedentes, no es del todo inesperada. En 2013, el científico de materiales de la Universidad Texas A&M, Michael Demkowicz, trabajó en un estudio. prediciendo que Este tipo de curación de nanofisuras podría ocurrir, impulsada por los pequeños granos cristalinos dentro de los metales que esencialmente cambian sus límites. en respuesta al estrés.
Demkowicz también trabajó en este último estudio, utilizando datos actualizados. modelos de computadora para demostrar que sus teorías de hace una década sobre el comportamiento de autocuración del metal en la nanoescala coincidían con lo que estaba sucediendo aquí.
El hecho de que el proceso de reparación automática se haya producido a temperatura ambiente es otro aspecto prometedor de la investigación. El metal generalmente requiere mucho calor cambiar su forma, pero el experimento se llevó a cabo en el vacío; Queda por ver si ocurrirá el mismo proceso en los metales convencionales en un entorno típico.
Una posible explicación implica un proceso conocido como soldadura en frioque ocurre a temperatura ambiente siempre que las superficies metálicas se acercan lo suficiente como para que sus respectivos átomos se enreden.
Normalmente, finas capas de aire o contaminantes interfieren con el proceso; En entornos como el vacío del espacio, los metales puros pueden acercarse lo suficiente como para literalmente pegarse.
“Mi esperanza es que este hallazgo anime a los investigadores de materiales a considerar que, en las circunstancias adecuadas, los materiales pueden hacer cosas que nunca esperábamos”. dice Demkowicz.
La investigación fue publicada en Naturaleza.
Una versión anterior de este artículo se publicó en julio de 2023.