一塊破裂的金屬在一項(xiàng)震驚科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)中自我修復(fù)

在“這不應(yīng)該發(fā)生！”下提交：科學(xué)家觀察到金屬本身愈合，這是以前從未見過的。如果這個(gè)過程能夠被完全理解和控制，我們可能處于一個(gè)全新的工程時(shí)代的開始。

來自桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和德克薩斯A&M大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在使用專門的變速器測(cè)試金屬的彈性。電子顯微鏡每秒拉動(dòng)金屬末端 200 次的技術(shù)。然后，他們觀察到懸浮在真空中的一塊40納米厚的鉑金在超小尺度上的自我修復(fù)。

由上述應(yīng)變引起的裂紋稱為疲勞損傷：反復(fù)的應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致微觀斷裂，最終導(dǎo)致機(jī)器或結(jié)構(gòu)斷裂。令人驚訝的是，經(jīng)過大約40分鐘的觀察，鉑金中的裂縫開始融合在一起并自我修復(fù)，然后再次向不同的方向開始。

“親眼目睹這絕對(duì)令人驚嘆，”說來自桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)家布拉德博伊斯?！拔覀儺?dāng)然不是在尋找它。”

“我們已經(jīng)證實(shí)的是，金屬具有自己固有的，自然的自我修復(fù)能力，至少在納米級(jí)疲勞損傷的情況下。

這些是確切的條件，我們還不知道這是如何發(fā)生的，或者我們?nèi)绾问褂盟?。但是，如果您考慮修復(fù)所有東西所需的成本和精力從橋梁從發(fā)動(dòng)機(jī)到手機(jī)，沒有人知道自我修復(fù)金屬能產(chǎn)生多大的影響。

雖然觀察結(jié)果是前所未有的，但并非完全出乎意料。2013年，德克薩斯A&M大學(xué)材料科學(xué)家Michael Demkowicz進(jìn)行了一項(xiàng)研究。預(yù)測(cè)這種納米裂紋愈合可能發(fā)生，由金屬內(nèi)部的微小晶體顆粒驅(qū)動(dòng)，基本上改變了它們的邊界應(yīng)對(duì)壓力.

Demkowicz還參與了這項(xiàng)最新研究，使用更新計(jì)算機(jī)模型表明他十年前關(guān)于金屬在納米尺度上的自我修復(fù)行為的理論與這里發(fā)生的事情相匹配。

自動(dòng)修補(bǔ)過程發(fā)生在室溫下是該研究的另一個(gè)有希望的方面。金屬通常需要大量熱量改變其形式，但實(shí)驗(yàn)是在真空中進(jìn)行的;在典型環(huán)境中，常規(guī)金屬中是否會(huì)發(fā)生相同的過程還有待觀察。

可能的解釋涉及一個(gè)稱為冷焊，在環(huán)境溫度下，當(dāng)金屬表面足夠接近以使它們各自的原子纏繞在一起時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。通常，薄薄的空氣層或污染物會(huì)干擾該過程;在像太空真空這樣的環(huán)境中，純金屬可以被迫足夠接近以粘在一起。

“我希望這一發(fā)現(xiàn)將鼓勵(lì)材料研究人員考慮，在適當(dāng)?shù)那闆r下，材料可以做我們從未預(yù)料到的事情。說德姆科維奇。

該研究已發(fā)表在自然界.

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