Ученым из Sandia National Laboratories и Техасского университета A&M впервые удалось наблюдать, как металл самостоятельно восстанавливает свои повреждения. Этот процесс был зафиксирован во время экспериментов с платиновой нанопластиной толщиной всего 40 нанометров. Работа опубликована в журнале Nature.
Ранее способность металлов к самовосстановлению была лишь теоретическим предположением. В 2013 году профессор Майкл Демкович создал модель, которая наглядно демонстрировала, как границы между кристаллическими зернами металла могут смещаться, способствуя «заживлению» трещин. Теперь его идеи получили экспериментальное подтверждение.
В ходе опытов металл подвергался напряжению: его концы растягивали с частотой 200 раз в секунду. Через 40 минут наблюдений под электронным микроскопом исследователи заметили, что трещина в металле начала исчезать, а ее края снова соединились.
«Это было абсолютно поразительно. Мы вовсе не ожидали такого результата», — признался доктор Брэд Бойс, соавтор исследования.
Трещины, возникающие из-за повторяющихся нагрузок, называются повреждениями от усталости материала. Они считаются главной причиной разрушения металлоконструкций: от двигателей до мостов. Возможность самовосстановления металлов в таких условиях может радикально изменить подход к ремонту и способствовать увеличению срока службы инфраструктуры и техники.
«Я надеюсь, что это открытие вдохновит исследователей посмотреть на возможности материалов под новым углом. Подходящие условия могут открыть удивительные свойства», — добавил Майкл Демкович.
Пока эффект был зафиксирован только в условиях вакуума и при комнатной температуре. Ученые предполагают, что за процессом восстановления может стоять феномен, известный как «холодная сварка». Она возникает, когда чистые металлические поверхности в вакууме сближаются настолько, что их атомы начинают соединяться.
Чтобы понять, возможно ли такое самовосстановление в реальных условиях, исследователям предстоит провести дальнейшие эксперименты.
