– Такое надо обязательно размещать в разделе «этого не должно было случиться!» – пишет Нилд. – Ученые своими глазами видели, как кусок металла после того, как треснул … начал в буквальном смысле «заживать», то есть, срастаться вновь. Если данный процесс можно будет контролировать, если его можно будет воссоздать… можно было бы заявить о наступлении совершенно новой инженерной эры.
Группа ученых из Национальных лабораторий Сандии и Техасского университета A & M решила проверить упругость металла.
Специалисты использовали специализированную технику просвечивающего электронного микроскопа. При этом они вытягивали концы металла 200 раз в секунду.
После этого они наблюдали за самовосстанавливающимся процессом в сверхмалых масштабах, который происходил в куске платины. Его толщина составляла 40 нанометров, подвешенном в вакууме.
– Трещины, вызванные деформацией металла, известны как усталостные повреждения, – цитирует Нилд экспертов. – Они возникают из-за постоянного напряжения и повторяющихся движений, провоцирующих микроскопические поломки. Так ломаются и автомобили и более крупные конструкции.
Недавний же эксперимент продемонстрировал нечто поразительное.
– Через 40 минут наших наблюдений трещина в платине снова начала как бы «заживать» сама по себе, то есть – срастаться, – рассказал специалист по материалам Брэд Бойс из Национальной лаборатории Сандии. – Это было совершенно потрясающе! Видеть подобное собственными глазами … это просто ни с чем не сравнимо. Конечно же, ничего подобного мы не ждали. Нам удалось подтвердить, что металлам присуща естественная способность самовосстанавливаться. Ну, по крайней мере, в тот момент, когда они становятся жертвами усталостных повреждений на наноуровне.
Ученые пока и сами точно не знают, как именно это происходит, и как это можно использовать.
– И все же, если вы посчитаете все траты и собственные усилия, необходимые для ремонта чего бы то ни было – от мостов до двигателей и телефонов, переоценить открытие самовосстанавливающихся металлов невозможно.
И несмотря на то, что подобный случай просто беспрецедентен, полной неожиданностью он не является.
В 2013 году ученый-материаловед из Техасского университета A & M Майкл Демкович работал над исследованием, предсказывающим, что заживление нанотрещин подобного рода может происходить за счет того, что крошечные кристаллические зерна внутри металлов существенно меняют свои границы в ответ на стресс.
Демкович работал также над этим последним исследованием, используя обновленные компьютерные модели.
Он хотел показать, что его десятилетние теории о самовосстановлении металла на наноуровне соответствуют тому, что и случилось во время этого научного эксперимента.
– То, что автоматический процесс починки происходил при комнатной температуре, является еще одним многообещающим аспектом исследования, – пояснил Демкович. – Металлу, как правило, требуется много тепла для того, чтобы изменить свою форму, но эксперимент проводили в вакууме. Неизвестно, будет ли происходить один и тот же процесс с обычными металлами в типичных условиях.
Возможное объяснение может подразумевать процесс, известный как холодная сварка, которая происходит при температуре окружающей среды всякий раз, когда металлические поверхности максимально сближаются (то есть сцепляются их соответствующие атомы).
Процессу, как правило, мешают тонкие слои воздуха или загрязняющие вещества; в условиях, подобных космическому вакууму, чистые металлы могут быть прижаты друг к другу достаточно близко, чтобы буквально прилипнуть.
– Надеюсь, что данное открытие побудит исследователей материалов крепко задуматься о том, что при правильных обстоятельствах материалы могут делать то, чего мы от них никогда не ждали, – заключил Демкович.
Ранее LIVE24 сообщало о том, что российские ученые первыми сделали водяной гель для нейрорегенерации.
