Тим са Института „Сандиа Национал Лабораторис“ и Универзитета Тексас А&М тестирао је отпорност метала и путем преносног електронског микроскопа повлачио крајеве метала 200 пута сваке секунде.
Затим су уочили да комад платине дебљине 40 нанометара суспендован у вакууму сам себе поправља, односно „сређује“ настала напрснућа. Пукотине проузроковане горе описаном врстом напрезања су заправо оштећење услед замора где поновљени стрес и померање изазивају микроскопске ломове.
Након отприлике 40 минута посматрања пукотина у платини почела је поново да се спаја и поправља.
„Било је невероватно. Открили смо да метали имају властиту интринзичну, природну способност самоисцељења, барем у случају оштећења услед замора на наноскали“, рекао је стручњак за материјале Бред Бојс из „Сандиа Национал Лабораторис“, пише „Сајенс Алерт“.
Како ће се метал понашати у „свакодневним“ условима
Научници још не знају у којим се тачно условима збива тај процес, шта се тачно догађа и како се то може искористити у новим технологијама. Али, ко зна, једном када схватимо физику иза овог „чудотворног феномена“, можда дође до потпуно нове ере у инжењерству.
Примера ради, замислите до каквих би промена у нашим животима дошло када би се делови мостова или машина могли сами поправљати или одржавати? Звучи као научна фантастика, али ко зна што нас све чека у будућности. Развој технологијеније искључиво негативан.
Следећим генерацијама нећемо оставити само загађен ваздух и прегрејану планету, већ и електричне аутомобиле, нове лекове за смртоносне болести, невероватна открића у свемиру - а можда и веш-машину која се сама константно поправља на микро нивоу.
„Од спојева у нашим електронским уређајима, мотора аутомобила до мостова преко којих се возимо, све те структуре често непредвидиво отказују због цикличког оптерећења које доводи до настанка пукотина и ломова. Када дође до проблема, морамо да се носимо с трошковима замене делова, с пуно изгубљеног времена, а у неким случајевима, чак и повредама или губитком живота“, рекао је Бојс.
Занимљиво је и то да се аутоматско „самопоправљање“ догодило на собној температури. Метал обично мења свој облик на високим температурама. С обзиром на то да је експеримент изведен у вакууму; остаје да се види да ли ће се исти процес поновити код конвенционалних метала и у типичном окружењу.
Хладно заваривање
Што се тиче могућих објашњења, предњачи оно о некој форми хладног заваривања, односно процеса који се одвија на собној температури кад год се металне површине довољно приближе тако да се њихови атоми „запетљају“. Поступак хладног заваривања не захтева унос топлоте за спајање металних делова.
Метал остаје у чврстој фази и није ни у једном тренутку растопљен. Уместо тога, енергија потребна за везање метала је у облику притиска. За разлику од заваривања топљењем, хладно заваривање нема растопљену или текућу металну фазу, због чега се и назива - хладним. Примењени притисак приближава површине метала што је могуће ближе. Једном када се метали довољно стисну, њихови атоми скачу с једног дела на други.
Наравно, то се не догађа у класичном окружењу (није да се на улици аутомобили прилепе и споје јер су паркирани преблизу један другом) због тога што:
нема довољног притиска и
тај процес обично ометају слојеви ваздуха и прљавштине.
У окружењима као што је свемирски вакуум, ако чисте метале довољно приближимо - они могу да се залепе - буквално.
Ово откриће је без преседана, али није посве неочекивано. Мајкл Демковиц, научник за материјале са Универзитета Тексас А&М, 2013. године је радио на студији која предвиђа овакво зацељивање нанопукотина путем сићушних кристалних зрнаца унутар метала која реагују на стрес и затим се премештају.
„Надам се да ће ово откриће подстаћи стручњаке за материјале да размисле о томе како, под правим околностима, материјали могу да учине ствари које нисмо очекивали“, каже Демковиц.
Истраживање назива „Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding“ објављено је у часопису „Нејчер“.