Новости

Обнаружено, что металл спонтанно заживает, как человеческая кожа

Металл самопроизвольно заживает, как человеческая кожа

Долгое время считалось, что если в металлической конструкции, такой как мост или двигатель, появляется трещина, со временем она будет только ухудшаться. Но это может быть не так, судя по тому, что исследователи только что наблюдали в крошечном кусочке платины.

От керамики до автомобильных покрытий, бетона и даже биопластика, вдохновленного зубами кальмара, научное сообщество было занято созданием материалов, которые могут восстанавливаться после повреждения, свойство, известное как самовосстановление. Но когда дело доходит до металлов, самовосстановление крошечных трещин, вызванных временем, известное как усталостное повреждение, остается неуловимым.

«Предполагалось, что трещины в металлах будут только больше, а не меньше», — сказал Брэд Бойс, ученый из Sandia National Laboratories. «Даже некоторые из основных уравнений, которые мы используем для описания роста трещин, исключают возможность таких процессов заживления».

Вот почему Бойс и его коллеги из Техасского университета A&M были ошеломлены, увидев, как наноразмерный кусок платины срастается после того, как был сломан.

Команда пыталась исследовать, как в металле образуются трещины, используя технику электронного микроскопа, которая включала натяжение материала 200 раз в секунду. В то время как эта техника привела к поломке платины, примерно через 40 минут эксперимента произошло непредвиденное: небольшой участок повреждения снова сросся без какого-либо вмешательства со стороны исследователей, почти так же, как человеческая кожа заживает после пореза.

«Это было совершенно ошеломляюще наблюдать из первых рук», — сказал Бойс, который является ведущим автором статьи, описывающей открытие. «Мы подтвердили, что металлы обладают собственной естественной способностью к самовосстановлению, по крайней мере, в случае усталостного повреждения на наноуровне».

Обнаружено, что металл спонтанно заживает, как человеческая кожа

Это компьютерное моделирование показывает направление, в котором платина вытягивалась красными стрелками. Зеленая область представляет собой трещину, которая спонтанно затянулась.Дэн Томпсон, Sandia National Laboratories

Это открытие заставило исследователей поверить в то, что если механизм, лежащий в основе спонтанного восстановления, можно будет понять и использовать, это может изменить фундаментальный подход инженеров к проектированию и осмыслению переломов под напряжением, вызванных износом металлических конструкций.

Конечно, исследователи также быстро указывают, что они не только не совсем понимают, как платина «холодно сваривается» сама себя, но и то, что их открытие произошло в наномасштабе в вакууме, поэтому неизвестно, применимы ли результаты к более крупным структурам в реальном мире.

>

«Вероятно, степень обобщаемости этих результатов станет предметом обширных исследований», – добавил Бойс.

«Я надеюсь, что это открытие побудит исследователей материалов задуматься о том, что при определенных обстоятельствах материалы могут делать то, чего мы никогда не ожидали», – сказал Майкл Демкович, профессор A&M из Техаса, который теоретизировал потенциал самовосстановления металлов в 2013 году. и подтвердил, что они совпадают с теми, которые он предположил 20 лет назад.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»