Ученые из Национальной лаборатории Сандия и Техасского университета A&M совершили открытие, которое, возможно, навсегда изменит машиностроительную отрасль. Изучая процесс образования микроскопических трещин в металлах под действием напряжения, группа ученых заметила нечто неожиданное - одна из крошечных трещин самопроизвольно затягивалась без какого-либо вмешательства человека. Специалисты надеются понять этот феномен и определить, можно ли использовать его для создания самовосстанавливающихся материалов.
Различные исследовательские группы изучали самовосстанавливающиеся материалы, и некоторые из них добились успеха. Однако в этих экспериментах обычно использовались полимеры или гибридные материалы, созданные специально для изучения процесса самовосстановления, что делает их непригодными для производства. Как сообщают ученые, в кусочке металла, который самостоятельно "склеился" в ходе нового эксперимента, не было ничего особенного.
Изучение самовосстанавливающихся материалов в лаборатории Сандия.
Команда изучала микротрещины в металле, потому что это первая стадия разрушения материала. Когда металл подвергается нагрузке, в нем появляются невидимые глазу дефекты, которые со временем увеличиваются и нарушают целостность детали. Насколько было известно ранее, эти трещины могут только увеличиваться. И со временем тщательно продуманная конструкция ломается. Команда растягивала металлические образцы 200 раз в секунду в вакууме и анализировала трещины под напряжением с помощью электронного микроскопа. И вдруг на их глазах кусок платины толщиной 40 нанометров начал "восстанавливаться".
Самовосстанавливающаяся платина.
На изображении выше показан таинственный кусок металла со стрелками, указывающими направление растягивания. Зеленый участок показывает место самопроизвольного восстановления материала. Материал не нагревался и не подвергался какой-либо механической помощи, чтобы снова слиться воедино. Команда считает, что это форма холодной сварки, которую наблюдали в металлах в условиях вакуума. Холодная сварка обычно требует значительного усилия, прижимающего детали друг к другу, но платина "зажила", находясь в изолированном состоянии.
Автор исследования Брэд Бойс сообщил, что они обнаружили естественную способность металла к самовосстановлению. Исследователи предполагают, что можно использовать это свойство для "заживления" микроскопических трещин. Если удастся сделать все последовательно, то можно остановить процесс расслоения, который в конечном итоге приводит к разрушению структуры. Если трещины будут уменьшаться, а не увеличиваться, это может коренным образом изменить то, как инженеры строят современный мир.
