Cientistas descobriram acidentalmente o efeito de rachaduras autorreparáveis ​​no metal

A observação de uma placa de platina no vácuo usando um microscópio eletrônico, que escaneou o objeto 200 vezes por segundo, mostrou como as rachaduras no metal que aparecem após a deformação crescem por si mesmas sem nenhuma influência externa no metal. A descoberta surpreendeu os cientistas porque ninguém nunca tinha visto nada parecido. Se a cura de rachaduras for reproduzida no ar, isso mudará nosso mundo, no qual a fadiga do metal é um acidente e reparos sem fim.

O vermelho mostra a direção da deformação e o verde mostra a trinca curada. Fonte da imagem: Sandia National Laboratories

A descoberta foi feita por uma equipe de cientistas do Sandia National Laboratories e da Texas A&M University. Eles testaram a resistência do metal às cargas de deformação de tração – uma das causas comuns de fadiga do metal quando ele racha e eventualmente quebra. Ao mesmo tempo, um pedaço de platina de 40 nm de espessura suspenso no vácuo era constantemente monitorado por um microscópio eletrônico de transmissão com uma frequência de varredura de 200 vezes por segundo.

Quão surpresos os cientistas ficaram quando, após cerca de 40 minutos de observação, a rachadura na platina começou a crescer e apertar, e então novamente foi na outra direção.

«Foi absolutamente incrível observar em primeira mão, – disse um dos autores do estudo, agora publicado na Nature. Certamente não esperávamos isso. Confirmamos que os metais têm sua própria capacidade natural de autocura, pelo menos no caso de danos por fadiga em nanoescala”.

Em princípio, usamos há muito tempo a chamada soldagem a frio, mas requer pressão, fricção ou impacto. Nesse caso, o material fraturado convergiu ao nível da própria rede cristalina sem pressão ou fusão. Talvez isso tenha sido facilitado pelo fato de a amostra estar no vácuo, onde nada poderia contaminar as bordas da trinca e impedir que os átomos metálicos se aproximassem antes de se unirem. Os cientistas pretendem repetir o experimento no ar e avaliar até que ponto o processo de “cura” continua funcionando. Talvez os cientistas consigam encontrar condições sob as quais os metais possam curar rachaduras por conta própria ou com o mínimo de influência externa sobre eles. Pelo menos há esperança para isso agora.