Un cercetător a izbucnit în lacrimi după ce a făcut în junglă o descoperire pe care o aștepta de 13 ani
Publicat acum 4 ore si 20 minute
Într-un experiment publicat în 2023, cercetătorii au observat cum o porțiune deteriorată de metal s-a reparat singură. Deși vindecarea a avut loc la scară nano, înțelegerea fizicii din spatele acestui fenomen ar putea deschide drumul către o nouă eră în inginerie, scrie Science Alert.
O echipă de la Sandia National Laboratories și Texas A&M University testa rezistența unei bucăți mici de platină suspendate într-un vid, folosind o tehnică specială de microscopie electronică cu transmisie. Aceștia trăgeau de capetele metalului de 200 de ori pe secundă, pentru a-i induce stres repetitiv.
Astfel, au observat auto-vindecarea metalului la o scară extrem de mică, într-o peliculă de 40 de nanometri grosime.
Fisurile apărute în urma unui astfel de stres sunt cunoscute drept ”deteriorări prin oboseală”: stres mecanic repetat care provoacă rupturi microscopice și, în timp, duce la cedarea unor componente sau structuri.
Fisura a început să se sudeze singură
Uluitor, după aproximativ 40 de minute de observație, fisura din platină a început să se sudeze singură, reparându-se parțial, apoi formând o nouă fisură într-o altă direcție.
„A fost absolut uimitor să vedem asta cu ochii noștri,” a declarat Brad Boyce, specialist în știința materialelor la Sandia National Laboratories.
„Nu căutam un asemenea fenomen. Dar ce am confirmat este că metalele au o capacitate naturală, intrinsecă, de a se vindeca singure, cel puțin în cazul ”deteriorărilor prin oboseală” la scară nano.”
Procesul a avut loc la temperatura camerei
Deși condițiile sunt extrem de specifice, mecanismul exact al auto-vindecării rămâne deocamdată necunoscut. Cu toate acestea, implicațiile sunt uriașe: dacă metalele ar putea să se repare singure, costurile și eforturile de mentenanță – de la poduri și motoare până la telefoane – ar putea fi drastic reduse.
De altfel, deși observația este fără precedent, nu este complet neașteptată. În 2013, Michael Demkowicz, tot de la Texas A&M, anticipa un astfel de fenomen într-un studiu teoretic care sugera că granițele cristaline din interiorul metalelor s-ar putea reconfigura sub stres, ducând la vindecarea fisurilor.
Demkowicz a participat și la studiul din 2023, folosind modele computerizate actualizate, care au confirmat ipotezele formulate cu un deceniu în urmă.
”Materialele pot face lucruri la care nici nu ne-am gândit”
Un aspect promițător este faptul că acest proces de „auto-sudare” a avut loc la temperatura camerei. În mod obișnuit, metalele au nevoie de temperaturi ridicate pentru a-și schimba structura, însă experimentul a fost realizat în vid. Nu este clar dacă același lucru se poate întâmpla în condiții normale, în prezența aerului sau a impurităților.
O posibilă explicație este sudura la rece – un fenomen care are loc atunci când două suprafețe metalice pure ajung suficient de aproape pentru ca atomii lor să se „înlănțuie”.
„Sper ca această descoperire să îi încurajeze pe cercetători să considere că, în anumite condiții, materialele pot face lucruri la care nici nu ne-am gândit,” a spus Demkowicz.
Studiul a fost publicat în prestigioasa revistă Nature.