Metale mogą się same naprawiać. Naukowcy nie kryli zdumienia

Okazuje się, że metal potrafi sam się wyleczyć. Podobnie jak ludzka skóra goi się po przecięciu papierem, niektóre małe pęknięcia w metalu, w odpowiednich okolicznościach, po prostu naprawiają się same i znikają, jakby ich w ogóle nie było.

Aktualizacja: 23.07.2023 10:16 Publikacja: 21.07.2023 15:04

Naprawy i utrzymanie słynnego mostu Golden Gate w San Francisco pochłaniają krocie. Aby takie obiekt

Naprawy i utrzymanie słynnego mostu Golden Gate w San Francisco pochłaniają krocie. Aby takie obiekty jak mosty zyskały możliwości samonaprawy musi jednak minąć jeszcze wiele czasu

Foto: Bloomberg

Amerykańscy naukowcy twierdzą, że do tej pory nie widzieli niczego podobnego i jest to początek nowej ery w nauce. „Potwierdziliśmy, że metale mają wrodzoną, naturalną zdolność do samoleczenia, przynajmniej w przypadku uszkodzeń zmęczeniowych w nanoskali” – napisali w komunikacie naukowcy z Sandia National Laboratories i Texas A&M University, którzy dokonali tego odkrycia.

Prowadzili analizy sprężystości metali, wykorzystując do tego techniki transmisyjnego mikroskopu elektronowego. W trakcie badań, zaczęli rozciągać niewielki kawałek platyny. W ten sposób powstały pęknięcia, które są rodzajem tzw. uszkodzeń zmęczeniowych – mikroskopijnych pęknięć, które powstają w trakcie powtarzających się naprężeń i ruchów. Doprowadzają one do uszkodzeń maszyn i konstrukcji.

Naukowcy zaobserwowali, że po około 40 minutach jedno pęknięcie w badanym kawałku platyny zaczęło się samoistnie łączyć i naprawiać. Następnie pęknięcie zaczęło rozchodzić się w innym kierunku.

Czytaj więcej

Nowy materiał odmieni elektronikę i energetykę. Tani prąd i trwalsze baterie

- Potwierdziliśmy, że metale mają swoją wrodzoną, naturalną zdolność do samoleczenia, przynajmniej w przypadku uszkodzeń zmęczeniowych w nanoskali – powiedział jeden z badaczy projektu dr Brad Boyce z Sandia National Laboratories.

Badacze podkreślają, że wszystko co udało im się zaobserwować było w nanoskali. Pęknięcia, które zaobserwowano wykazujące te samonaprawiające się zachowania, były niewiarygodnie małe, mierzone w nanometrach. „Pęknięcia w metalach zawsze miały się powiększać, a nie zmniejszać. Nawet niektóre z podstawowych równań, których używamy do opisania wzrostu pęknięć, wykluczają możliwość takich procesów gojenia” – napisali naukowcy w komunikacie prasowym.

Okazuje się, że odkrycie, opisane niedawno w czasopiśmie „Nature”, nastąpiło trochę przez przypadek. Grupa naukowców z Sandia National Laboratories i Texas A&M University obserwowała maleńki kawałek platyny, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób pęknięcia wynikające z uszkodzeń zmęczeniowych – uszkodzeń spowodowanych ogólnym zużyciem materiału – tworzą się i rozprzestrzeniają w metalu. Aby to zrobić, umieścili platynę w próżni i wykorzystali specjalnie opracowaną technikę mikroskopu elektronowego, aby pociągnąć za końce materiału około 200 razy na sekundę. Przez chwilę zespół po prostu obserwował pęknięcia i śledził ich postępy.

Metal może się regenerować

Jednak po 40 minutach uszkodzenia zaczęły się same naprawiać – proces niszczenia zaczął się odwracać ku całkowitemu zaskoczeniu naukowców. Po pewnym czasie nie było w ogóle śladu pierwotnego pęknięcia.

Jeden z członków zespołu był mniej zaskoczony niż reszta naukowców. Michael Demkowicz jest pionierem teorii z 2013 roku, że metal może samoleczyć się w pewnych okolicznościach. Po cyfrowym modelowaniu tego, co zespół zobaczył w laboratorium, potwierdził, że to, co widzieli, było w rzeczywistości tym, co sam przewidział dziesięć lat temu.

Czytaj więcej

Powstaną supertwarde materiały inspirowane pasożytniczym grzybem

Według naukowców to odkrycie może być przełomem w nauce. Co prawda daleko jeszcze do tego by tworzyć samonaprawiające się mosty lub budynki, które same się naprawiają po trzęsieniu ziemi, ale jest to jedno z tych odkryć o których naukowcy mówią, że może zmienić świat. „Mam nadzieję, że to odkrycie zachęci badaczy materiałów do rozważenia, że w odpowiednich okolicznościach materiały mogą robić rzeczy, których nigdy się nie spodziewaliśmy” – napisali naukowcy w komunikacie.

Amerykańscy naukowcy twierdzą, że do tej pory nie widzieli niczego podobnego i jest to początek nowej ery w nauce. „Potwierdziliśmy, że metale mają wrodzoną, naturalną zdolność do samoleczenia, przynajmniej w przypadku uszkodzeń zmęczeniowych w nanoskali” – napisali w komunikacie naukowcy z Sandia National Laboratories i Texas A&M University, którzy dokonali tego odkrycia.

Prowadzili analizy sprężystości metali, wykorzystując do tego techniki transmisyjnego mikroskopu elektronowego. W trakcie badań, zaczęli rozciągać niewielki kawałek platyny. W ten sposób powstały pęknięcia, które są rodzajem tzw. uszkodzeń zmęczeniowych – mikroskopijnych pęknięć, które powstają w trakcie powtarzających się naprężeń i ruchów. Doprowadzają one do uszkodzeń maszyn i konstrukcji.

Pozostało 81% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Technologie
Wystarczy zdjęcie twarzy. Sztuczna inteligencja posiadła groźną umiejętność
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Technologie
Pierwsze zestrzelenie rakiety w kosmosie. Świat szykuje się na „gwiezdne wojny”
Materiał Promocyjny
Znamy laureatów 4. edycji konkursu Huawei Startup Challenge
Technologie
Nanoboty i „żywe plomby”. Naukowcy opracowali przełomowe metody leczenia zębów
Technologie
Ozempic to również lek na niepłodność? Zaskakujące doniesienia o ciążach