Ученые впервые стали свидетелями того, как куски металла трескаются, а затем снова соединяются без какого-либо вмешательства со стороны человека, опровергая при этом фундаментальные научные теории.
Если удастся использовать недавно обнаруженное явление, то это может привести к инженерной революции. Мы можем увидеть самовосстанавливающиеся двигатели, мосты и самолеты.
Исследовательская группа из Национальных лабораторий Сандии и Техасского университета A & M описала ситуацию в журнале Nature.
"Мы подтвердили, что металлы обладают присущей им естественной способностью самовосстанавливаться на наноуровне, по крайней мере, в случае усталостных повреждений", - сказал исследователь Бойс.
Усталостные повреждения - это один из видов износа машин и, в конечном итоге, их поломки. Повторяющееся напряжение или движение вызывает образование микроскопических трещин. Со временем эти трещины растут и расширяются до тех пор, пока всё устройство на сломается или, выражаясь научным языком, не выйдет из строя.
Исчезнувшая трещина, которую наблюдали ученые, была одной из крошечных, но значимых, измеряемых нанометрами.
Двигатели наших автомобилей, а также мосты, по которым мы проезжаем, часто непредсказуемо выходят из строя из-за циклических нагрузок, что приводит к образованию трещин и, в конечном итоге, к разрушению. Экономические последствия этих сбоев измеряются только для США ежегодными сотнями миллиардов долларов.
Хотя ученые создали некоторые самовосстанавливающиеся материалы, в основном пластмассы, понятие самовосстанавливающегося металла считалось из области научной фантастики.
Трещины в металлах всегда только увеличивались, но не уменьшались. Основные уравнения, которые мы используем для описания роста трещин, исключают возможность процессов заживления.
В 2013г Майкл Демкович - в то время доцент кафедры материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, а ныне профессор Texas A & M - начал углубляться в традиционную теорию материалов.
Он опубликовал новую теорию, основанную на результатах компьютерного моделирования, согласно которой при определенных условиях металл должен быть способен сращивать трещины, образовавшиеся в результате износа.
Подтверждение правильности теории произошло случайно в Центре интегрированных нанотехнологий. Трещина на куске платины затянулась сама собой без внешнего воздействия, что вызвало шок и изумление у ученых.
Пока многое не ясно. В том числе непонятно, можно ли и как такие эффекты применять на практике.
Однако несмотря ни на что, это открытие является движением вперед в области материаловедения.
0 comments