Якщо цей процес вдасться повністю зрозуміти і контролювати, ми можемо опинитися на початку нової ери інженерії.
Учені провели приголомшливий експеримент, в якому метал “зцілив” сам себе / фото ua.depositphotos.com
Є речі, про які пересічна людина подумає: “Такого не мало би статися”. Саме так трапилося під час одного з експериментів, коли вчені спостерігали, як метал зцілює сам себе.
Якщо цей процес вдасться повністю зрозуміти і контролювати, ми можемо опинитися на початку нової ери інженерії. У дослідженні, опублікованому минулого року, команда з Сандійської національної лабораторії та Техаського університету A&M тестувала стійкість металу, використовуючи спеціалізований трансмісійний електронний мікроскоп, щоб витягнути кінці металу 200 разів щосекунди.
Потім вони спостерігали самовідновлення в надмалих масштабах на шматку платини товщиною 40 нанометрів, підвішеному у вакуумі. Тріщини, спричинені описаним вище типом деформації, відомі як втомні пошкодження: повторювані напруження і рухи спричиняють мікроскопічні розриви, що зрештою призводять до поломки машин або конструкцій.
Відео дня
Дивовижно, але після приблизно 40 хвилин спостережень тріщина в платині почала зростатися і відновлюватися, перш ніж знову почала рухатися в іншому напрямку.
“Це було абсолютно приголомшливо спостерігати на власні очі. Ми, звичайно, не очікували цього. Ми підтвердили, що метали мають власну внутрішню, природну здатність до самовідновлення, принаймні у випадку втомних пошкоджень на нанорівні”, – казав матеріалознавець Бред Бойс з Сандійської національної лабораторії, коли були оголошені результати.
Це точні умови, і ще невідомо як саме це відбувається і людство може це використати. Однак, якщо подумати про витрати і зусилля, необхідні для ремонту всього – від мостів до двигунів і телефонів – то неможливо уявити, як багато можуть змінити самовідновлювані метали.
фото Dan Thompson/Sandia National Laboratories
Хоча це спостереження є безпрецедентним, воно не є цілком несподіваним. У 2013 році матеріалознавець Техаського університету A&M Майкл Демкович працював над дослідженням, в якому передбачив, що таке загоєння нанотріщин може відбуватися завдяки крихітним кристалічним зернам всередині металів, які, по суті, зміщують свої межі у відповідь на стрес, пише Science Alert.
Демкович також працював над цим дослідженням, використовуючи оновлені комп’ютерні моделі, щоб показати, що його десятирічні теорії про самовідновлення металу на нанорівні відповідають тому, що відбувалося тут.
Те, що процес автоматичного відновлення відбувався за кімнатної температури, є ще одним багатообіцяючим аспектом дослідження. Зазвичай метал потребує багато тепла, щоб змінити свою форму, але експеримент проводився у вакуумі; ще належить з’ясувати, чи відбудеться той самий процес у звичайних металах у типовому середовищі.
Читайте також:
Вчені зафіксували перший в світі випадок вбивства акули більшим хижаком: що це означає
Головний супутник Юпітера зазнав удару колосального астероїда, – учені
Великий вибух міг не бути початком Всесвіту: науковці провели революційне дослідження
Можливим поясненням такого феномену може бути процес, відомий як холодне зварювання, який відбувається за температури навколишнього середовища, коли металеві поверхні наближаються одна до одної настільки, що їхні атоми можуть сплутатися між собою.
Зазвичай цьому процесу заважають тонкі шари повітря або забруднювачі. У середовищі, подібному до космічного вакууму, чисті метали можуть бути зближені настільки, що буквально злипнуться.
“Я сподіваюся, що це відкриття спонукатиме дослідників матеріалів замислитися над тим, що за певних обставин матеріали можуть робити те, чого ми ніколи не очікували”, – констатував Демкович.
Інші приголомшливі наукові відкриття
Вчені NASA провели сміливий експеримент і нарешті розкрили 60-річну загадку про Землю. Це дослідження відкриває нові шляхи для розуміння атмосфер інших планет, включаючи Венеру і Марс. Не виключено, що ці нові знання, можливо, навіть змінять наше розуміння того, що робить планету по-справжньому придатною для життя.
Раніше ми розповідали, що вчені виявили, що навколо екватора є велика пончикоподібна область земного ядра товщиною в кілька сотень кілометрів, де сейсмічні хвилі поширюються приблизно на 2% повільніше, ніж в іншій частині ядра.