Archivar esto en ‘¡Eso no se supone que suceda!’: Los científicos observaron que un metal se curaba a sí mismo, algo nunca antes visto. Si este proceso puede entenderse y controlarse completamente, podríamos estar al comienzo de una nueva era de ingeniería.
Un equipo de Sandia National Laboratories y Texas A&M University estaba probando la resistencia del metal, utilizando una transmisión especializada. microscopio electrónico técnica para tirar de los extremos del metal 200 veces cada segundo. Luego observaron la autocuración a escalas ultrapequeñas en una pieza de platino de 40 nanómetros de espesor suspendida en el vacío.
Las grietas causadas por el tipo de deformación descrita anteriormente se conocen como daños por fatiga: tensión y movimiento repetidos que causan roturas microscópicas, lo que eventualmente hace que las máquinas o estructuras se rompan. Sorprendentemente, después de unos 40 minutos de observación, la grieta en el platino comenzó a fusionarse y repararse antes de comenzar nuevamente en una dirección diferente.
“Fue absolutamente impresionante verlo de primera mano”. dice científico de materiales Brad Boyce de Sandia National Laboratories. “Ciertamente no lo estábamos buscando”.
“Lo que hemos confirmado es que los metales tienen su propia capacidad intrínseca y natural para curarse a sí mismos, al menos en el caso de daño por fatiga a nanoescala”.
Estas son condiciones exactas, y aún no sabemos exactamente cómo sucede esto o cómo podemos usarlo. Sin embargo, si piensa en los costos y el esfuerzo necesarios para reparar todo, desde puentes hasta motores y teléfonos, no se sabe cuánta diferencia podrían hacer los metales autorreparables.
Y aunque la observación no tiene precedentes, no es del todo inesperada. En 2013, el científico de materiales de la Universidad de Texas A&M, Michael Demkowicz, trabajó en un estudio prediciendo que este tipo de curación de nanofisuras podría ocurrir, impulsada por los diminutos granos cristalinos dentro de los metales, esencialmente cambiando sus límites en respuesta al estrés.
Demkowicz también trabajó en este último estudio, utilizando datos actualizados modelos de computadora para mostrar que sus teorías de una década sobre el comportamiento de autocuración del metal a nanoescala coincidían con lo que estaba sucediendo aquí.
Que el proceso de reparación automática ocurriera a temperatura ambiente es otro aspecto prometedor de la investigación. El metal generalmente requiere mucho calor para cambiar su forma, pero el experimento se llevó a cabo en el vacío; queda por ver si ocurrirá el mismo proceso en metales convencionales en un entorno típico.
Una posible explicación implica un proceso conocido como soldadura en frio, que ocurre a temperatura ambiente siempre que las superficies metálicas se acercan lo suficiente como para que sus respectivos átomos se enreden. Por lo general, finas capas de aire o contaminantes interfieren con el proceso; en entornos como el vacío del espacio, los metales puros pueden forzarse lo suficientemente cerca como para pegarse literalmente.
“Espero que este hallazgo aliente a los investigadores de materiales a considerar que, en las circunstancias adecuadas, los materiales pueden hacer cosas que nunca esperábamos”. dice Demkowicz.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.