Nova istraživanja ukazuju na sposobnost metala za samoiscjeljenje

Naučnici sa teksaškog univerziteta A&M i Sandia National Laboratories u Novom Meksiku, tokom svog istraživanja, primijetili su pucanje metala i njegovo ponovno spajanje, otkriće koje nosi potencijal za nastanak samoiscjeljujućih mašina, vozila i mostova. 

Objavljeno u naučnom časopisu Nature, istraživanje pokazuje da metal može sam da popravi mikroskopske pukotine koje se formiraju kada je više puta izložen stresu. Ovo se postiže procesom poznatim kao hladno zavarivanje, proces koji ne podrazumijeva upotrebu toplote kao ni električne energije. Kako je 90 odsto mehaničkih kvarova rezultat zamora metalnih komponenti, ovo otkriće može imati veliki uticaj na inženjering. Iskorištavanjem prednosti procesa samoiscjeljenja i modifikovanjem mikrostrukture metala, naučnici predviđaju mogućnost sprečavanja pucanja metala, prouzrokovanim zamorom.

Naučnici već neko vrijeme istražuju potencijal materijala koji se samoiscjeljuju. Većina otkrića je bila u oblasti razvoja plastike i betona – na projektima kao što je samoiscjeljujuća e-koža koju su razvili naučnici Univerziteta Kolorado Boulderiako kao i nedavna studija MIT-a, koja je ukazala i na samoiscjeljujuće sposobnosti betona. Do sada, metal nije ukaziovao na ovu sposobnost, bez prethodnog zagrijavanja. Studija pokazuje da se to može postići na sobnoj temperaturi u uslovima vakuuma, u procesu hladnog zavarivanja, koji se prvenstveno koristi u elektronici i tehnologiji svemirskih letilica. Ovo se dešava kada dva gola komada metala postanu toliko bliska da njihovi atomi se počnu međusobno privlačiti, što dovodi do spajanja dviju površina. To je moguće samo ako su metali potpuno čisti. 

Istraživači iz Nacionalne laboratorije Sandia testirali su na koji način nastaju pukotine u komadima platine debljine 40 nanometara. Primijetili su pukotinu koja se ponovo spaja, ne ostavljajući trag, na kraju ponovo se otvarajući na drugom mjestu.

Kako naučnici ističu, ovo otkriće osporava najosnovnije teorije o tome kako inženjeri dizajniraju i procjenjuju vijek trajanja zamora u strukturalnim materijalima. Međutim, objašnjavaju kako mora najmanje decenija proći prije nego što se otkrića mogu koristiti u praktičnoj primjeni. Sljedeći korak će biti istraživanje sposobnosti samoiscjeljenja metala izloženog vazduhu, a ne vakumu kao i utvrđivanja mogućnosti ovog procesa za metalne legure kao što je čelik.