קובץ זה תחת 'זה לא אמור לקרות!'. בניסוי, מדענים צפו במתכת מרפאה את עצמה. אם התהליך הזה יכול להיות מובן לחלוטין ולשלוט בו, אנחנו יכולים להיות בתחילתו של עידן חדש לגמרי של הנדסה.
במחקר שפורסם בשנה שעברה, צוות ממעבדות Sandia National Laboratories ואוניברסיטת טקסס A&M בדק את עמידות המתכת, באמצעות שידור מיוחד.מיקרוסקופ אלקטרוניטכניקה למשוך את קצוות המתכת 200 פעמים בכל שנייה.
לאחר מכן הם צפו בריפוי עצמי בקנה מידה קטן במיוחד בחתיכת פלטינה בעובי של 40 ננומטר תלויה בוואקום.
סדקים הנגרמים על ידי סוג המתח המתואר לעיל ידועים בשםנזקי עייפות: לחץ ותנועה חוזרים ונשנים שגורמים להפסקות מיקרוסקופיות, שבסופו של דבר גורמות לשבירת מכונות או מבנים.
למרבה הפלא, לאחר כ-40 דקות של התבוננות, הסדק בפלטינה החל להתמזג בחזרה ולתקן את עצמו לפני שהתחיל שוב בכיוון אחר.
"זה היה מדהים לראות ממקור ראשון,"אמרמדען החומרים בראד בויס מהמעבדות הלאומיות של Sandia כאשר התוצאות הוכרזו.
"בוודאי לא חיפשנו את זה. מה שאישרנו הוא שלמתכות יש יכולת פנימית וטבעית משלהן לרפא את עצמן, לפחות במקרה של נזקי עייפות בקנה מידה ננומטרי".
אלו הם תנאים מדויקים, ואנחנו עדיין לא יודעים בדיוק איך זה קורה או איך אנחנו יכולים להשתמש בזה. עם זאת, אם אתה חושב על העלויות והמאמץ הנדרשים לתיקון הכללמנועים לטלפונים, אין לדעת כמה הבדל מתכות לריפוי עצמי יכולות לעשות.
למרות שהתצפית היא חסרת תקדים, היא לא לגמרי בלתי צפויה. בשנת 2013, מדען החומרים של אוניברסיטת טקסס A&M מייקל דמקוביץ' עבד על מחקרמנבא את זהסוג זה של ריפוי ננו-קרקים יכול לקרות, מונע על ידי גרגירים גבישיים זעירים בתוך מתכות שמזיזים למעשה את הגבולות שלהםבתגובה ללחץ.
דמקוביץ' גם עבד על מחקר זה, באמצעות מעודכןדגמי מחשבכדי להראות שהתיאוריות בנות העשור שלו לגבי התנהגות הריפוי העצמית של מתכת בקנה מידה ננו תאמו את מה שקורה כאן.
העובדה שתהליך התיקון האוטומטי התרחש בטמפרטורת החדר הוא עוד היבט מבטיח של המחקר. מתכת בדרך כלל דורשתהרבה חוםלשנות את צורתו, אך הניסוי בוצע בחלל ריק; נותר לראות אם אותו תהליך יתרחש במתכות קונבנציונליות בסביבה טיפוסית.
הסבר אפשרי כרוך בתהליך המכונהריתוך קר, המתרחשת תחת טמפרטורות הסביבה בכל פעם שמשטחי מתכת מתקרבים מספיק זה לזה כדי שהאטומים שלהם יסתבכו יחד.
בדרך כלל, שכבות דקות של אוויר או מזהמים מפריעות לתהליך; בסביבות כמו ואקום של חלל, ניתן לאלץ מתכות טהורות קרוב מספיק זו לזו כדי ממש להיצמד.
"התקווה שלי היא שהממצא הזה יעודד את חוקרי החומרים לשקול שבנסיבות הנכונות, חומרים יכולים לעשות דברים שמעולם לא ציפינו להם."אמרדמקוביץ'.
המחקר פורסם בטֶבַע.
גרסה קודמת של מאמר זה פורסמה ביולי 2023.
