Самоисцеление металла: неожиданные результаты эксперимента в вакууме

В ходе эксперимента с платиной ученые впервые увидели процесс самоисцеления металла. Открытие может оказать огромное влияние на развитие инженерной мысли.

Физики заметили необычный процесс случайно. Специалисты из Сандийской национальной лаборатории и Техасского университета A&M с помощью просвечивающего микроскопа проверяли устойчивость платины на сверхмалых масштабах. В куске платины толщиной 40 нанометров, подвешенном в вакууме, после деформации произошло самовосстановление.

Обычно усталостное повреждение металлов в результате повторяющегося напряжения и движения вызывает микроскопические разрывы, что в конечном итоге приводит к разрушению машин или конструкций. Удивительно, но примерно через 40 минут наблюдения за платиной трещина начала снова срастаться и затягиваться.

«Это было совершенно потрясающее зрелище. Мы, конечно, не ожидали этого. Выяснилось, что металлы обладают естественной способностью к самовосстановлению, по крайней мере, в случае усталостного повреждения на наноуровне», — отметил материаловед Брэд Бойс.

Ученые пока не знают, как именно происходит восстановление, и как это можно использовать. Однако физики уже предполагали, что такой процесс возможен. В 2013 году материаловед из Техасского университета A&M Майкл Демкович писал, что самовосстановление нанотрещин может происходить благодаря тому, что крошечные кристаллические зерна внутри металлов смещают свои границы в ответ на стресс.

То, что процесс автоматического восстановления происходит при комнатной температуре, — еще один многообещающий аспект исследования. Обычно для изменения формы металла требуется большое количество тепла, но эксперимент проводился в вакууме. Пока неясно, произойдет ли такой же процесс в обычных металлах и в обычной среде.

Самоисцеление металла, похоже, имеет много общего с холодной сваркой, когда металлические поверхности сближаются настолько, что их атомы сцепляются друг с другом. Однако таким способом свариваются только металлы и сплавы с высокой пластичностью, например, алюминий.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature, пишет Science Alert.