Hollywoodzkie produkcje przyzwyczaiły nas już do wizji istnienia autoregenerujących się materiałów. Takowe stanowiły obiekt zainteresowania naukowców od lat, jednak wiele projektów zatrzymywało się na wczesnych etapach rozwoju. W tym przypadku mówimy o czymś, co dla inżynierów stanowi kompletną nowość: metal testowany przez przedstawicieli Sandia National Laboratories i Texas A&M University jest w stanie samodzielnie się naprawiać.
Czytaj też: Tutaj narodziła się bomba atomowa. Czym jest dziś ten wyjątkowy skrawek ziemi USA?
Nie trzeba chyba nikogo przekonywać, jak wiele potencjalnych zastosowań mógłby mieć taki materiał. W czasie prowadzonych eksperymentów, o czym autorzy piszą na łamach Nature, udało im się sprawdzić odporność testowanego metalu. Skorzystali w tym celu z techniki opartej na transmisyjnym mikroskopie elektronowym. Za jego sprawą możliwe było rozciąganie metalu z częstotliwością 200 razy na sekundę.
Później przyszła pora na obserwowanie zmian, jakie zaszły na skutek rozciągania oraz śledzenie procesów prowadzących do regeneracji uszkodzonego materiału. Naukowcy obserwowali je rzecz jasna w bardzo małych skalach. Mówimy o fragmencie mającym 40 nanometrów grubości, który został zawieszony w próżni. Owe mikrouszkodzenia powstają na skutek tzw. zmęczenia materiału. Do ich powstawania dochodzi, gdy występują powtarzające się naprężenia i ruchy. To właśnie one prowadzą do pojawiania się bardzo niewielkich pęknięć, które osłabiają strukturę całego materiału.
Jak wykazały badania, wystarczyło mniej więcej 40 minut, by nowo powstałe uszkodzenie zaczęło podlegać regeneracji. Jak na razie autorzy badań nie są w stanie wyjaśnić, dlaczego zachodzi opisany proces. Nie wymieniają też konkretnych zastosowań takiego rozwiązania, choć tych będzie zapewne cała masa. W końcu niemal na każdym kroku mamy do czynienia z obiektami, które uległy uszkodzeniu i wymagają kosztownej bądź czasochłonnej naprawy. Z nowym materiałem mogłoby się to zmienić, bez względu na to, czy mówimy o mieszczącym się w kieszeni telefonie czy też moście utrzymującym setki ton obciążenia.
Metal obserwowany przez naukowców wykazywał oznaki samonaprawiania się już po około 40 minutach
Jednym z najbardziej pozytywnych aspektów przeprowadzonych badań było to, że proces regeneracji zachodził w temperaturze pokojowej. Wydawałoby się, że potrzebne będą znacznie wyższe wartości, choć trzeba podkreślić, iż eksperyment odbywał się w próżni. Kolejny etap analiz powinien wykazać, czy takie same rezultaty wystąpią w metalach znajdujących się w bardziej “życiowym” środowisku.
Czytaj też: Potężne działo atomowe Amerykanów zmiażdżyłoby wroga. Jeden raz już je użyli
Na obecną chwilę wydaje się, że kluczem do sukcesu jest tzw. zimne spawanie. Może do niego dochodzić nawet w temperaturach pokojowych, w sytuacji, gdy metalowe powierzchnie zbliżają się do siebie na tyle, by ich atomy mogły się ze sobą łączyć. Najwyraźniej w warunkach próżni, gdzie brakuje “zanieczyszczeń” w postaci powietrza bądź innych elementów, takie łączenie może zachodzić szybciej i skuteczniej.