Vědci provedli experiment se slitinou popraskaného kovu. Ten se nakonec sám zahojil
Sledovat v Google Zprávách
Vědci sledovali, jak se kov sám hojí, což dosud nebylo pozorováno. Pokud se tento proces podaří plně pochopit a řídit, mohli bychom se ocitnout na začátku zcela nové éry inženýrství.
Tým z národních laboratoří Sandia a Texaské univerzity A&M testoval odolnost kovu a pomocí specializované techniky transmisního elektronového mikroskopu, který každou sekundu 200krát zatáhl za konce kovu. Poté pozorovali samoregeneraci v ultramalém měřítku u 40 nanometrů tlustého kousku platiny zavěšeného ve vakuu.
Trhliny způsobené výše popsaným druhem namáhání jsou známé jako únavové poškození: opakované namáhání a pohyb, které způsobují mikroskopické trhliny, což nakonec způsobí rozbití strojů nebo struktur. Překvapivě se asi po 40 minutách pozorování začala trhlina v platině opět spojovat a zacelovat, než se znovu rozjela jiným směrem.
Tahové síly (červené šipky) vytvořily v kovové platině trhlinu, která se zacelila (zelená).
„Bylo naprosto ohromující sledovat to z první ruky,“ říká materiálový vědec Brad Boyce. „Rozhodně jsme to nečekali.“
„Potvrdili jsme, že kovy mají vlastní, přirozenou schopnost se samy zacelit, přinejmenším v případě únavového poškození v nanorozměrech. Jedná se o přesné podmínky a my zatím přesně nevíme, jak se to děje a jak toho můžeme využít. Pokud se však zamyslíme nad náklady a úsilím, které je třeba vynaložit na opravu všeho možného od mostů přes motory až po telefony, nelze říci, jak velký rozdíl by samoregenerační kovy mohly přinést,“ dodal.
A i když je toto pozorování bezprecedentní, není zcela neočekávané. V roce 2013 pracoval Michael Demkowicz, materiálový vědec z Texaské univerzity A&M, na studii, která předpovídala, že by mohlo docházet k tomuto druhu nanohojení, které je poháněno drobnými krystalickými zrny uvnitř kovů, jež v podstatě posouvají své hranice v reakci na namáhání.
Demkowicz pracoval i na této nejnovější studii a pomocí aktualizovaných počítačových modelů ukázal, že jeho deset let staré teorie o samoregeneračním chování kovů na nanoúrovni odpovídají tomu, co se zde děje.
Dalším slibným aspektem výzkumu je skutečnost, že proces automatického opravování probíhal při pokojové teplotě. Kov obvykle vyžaduje velké množství tepla, aby změnil svou podobu, ale experiment byl proveden ve vakuu; zbývá zjistit, zda stejný proces proběhne i u běžných kovů v typickém prostředí.
Možné vysvětlení zahrnuje proces známý jako svařování za studena, ke kterému dochází za okolních teplot vždy, když se kovové povrchy přiblíží natolik blízko k sobě, že se jejich příslušné atomy propletou. Obvykle tomuto procesu brání tenké vrstvy vzduchu nebo nečistot; v prostředí, jako je vesmírné vakuum, se čisté kovy mohou přiblížit k sobě natolik, že se doslova slepí.
„Doufám, že tento objev povzbudí výzkumníky v oblasti materiálů, aby zvážili, že za správných okolností mohou materiály dělat věci, které jsme nikdy nečekali,“ říká Demkowicz.
Výzkum byl publikován v časopise Nature.
