U okruženjima kao što je svemirski vakuum, ako čiste metale dovoljno približimo – oni se mogu doslovce zalepiti. Ovo otkriće jeste bez presedana, ali nije neočekivano.
Naučnici su nedavno prvi put zabeležili „čudotvoran proces samoizlečenja” metala. Zvuči čudno? Da, bilo je to čudno i stručnjacima. Naime, tim iz Sandija nacionalne laboratorijei sa Univerziteta Teksas A&M testirao je otpornost metala i putem prenosnog elektronskog mikroskopa povlačio krajeve 200 puta svake sekunde.Zatim su uočili da komad platine debljine 40 nanometara suspendovan u vakuumu sam sebe popravlja, odnosno sređuje nastale napukline. Pukotine uzrokovane gore opisanom vrstom naprezanja su zapravo oštećenja usled zamora gde ponovljeni stres i pomicanje uzrokuju mikroskopske lomove.
Naučnici za sada još ne znaju u kojim se tačno uslovima zbiva taj proces, šta se događa i kako se to može iskoristiti u novim tehnologijama. Ko zna, jednom kada shvatimo fiziku iza ovog „čudotvornog fenomena”, možda dođe do potpunonove ere u inženjerstvu.
Posle otprilike 40 minuta posmatranja pukotina u platini se počela ponovo spajati i popravljati. „Bilo je neverovatno. Otkrili smo da metali imaju vlastitu intrinzičnu, prirodnu sposobnost samoisceljenja, barem u slučaju oštećenja usled zamora na nanoskali”, rekao je stručnjak za materijale Bred Bojs iz Sandija nacionalne laboratorije.
Naučnici za sada još ne znaju u kojim se tačno uslovima zbiva taj proces, šta se događa i kako se to može iskoristiti u novim tehnologijama. Ko zna, jednom kada shvatimo fiziku iza ovog „čudotvornog fenomena”, možda dođe do potpuno nove ere u inženjerstvu, piše Science Alert.Primerice, zamislite do kakvih bi promena u našim životima došlo kada bi se delovi mostova ili mašina mogli sami popravljati ili održavati? Da, zvuči kao naučna fantastika, ali ko zna što nas sve čeka u budućnosti.
Sledećim generacijama nećemo ostaviti samo zagađen vazduh i uzavrelu planetu, već i električne automobile, nove lekove za smrtonosne bolesti, neverovatna otkrića u svemiru – a možda i veš-mašinu koja se sama konstantno popravlja na mikro novou. „Od jedinjenja u našim elektroničnim uređajima, motora automobila do mostova preko kojih se vozimo, sve te strukture često nepredvidivo otkazuju zbog cikličkog opterećenja koje dovodi do nastanka pukotina i lomova. Kada dođe do nevolja, moramo se nositi s troškovima zamene delova, s mnogo izgubljenog vremena, a u nekim slučajevima čak i ozledama ili gubitkom života”, rekao je Bojs.
Zanimljivo je i to da se automatsko samopopravljanje dogodilo na sobnoj temperaturi. Metal obično menja svoj oblik na visokim temperaturama. S obzirom na to da se eksperiment izvodio u vakuumu, ostaje da se vidi hoće li se isti proces ponoviti kod konvencionalnih metala i u tipičnom okruženju. Što se tiče mogućih objašnjenja, prednjači tzv. hladno zavarivanje, proces koji se odvija na sobnoj temperaturi kad god se metalne površine dovoljno približe da se njihovi atomi spetljaju. Postupak hladnog zavarivanja ne zahteva unos toplote za spajanje metalnih delova.
Metal ostaje u čvrstoj fazi i nije ni u jednom trenutku rastopljen. Umesto toga, energija potrebna za vezivanje je u obliku pritiska. Za razliku od zavarivanja topljenjem, hladno zavarivanje nema rastopljenu ili tekuću metalnu fazu, zbog čega se naziva – hladnim. Primenjeni pritisak približava površine metala što je moguće bliže. Jednom kada se metali dovoljno stisnu, njihovi atomi skaču s jednog dela na drugi.
Naravno, to se ne događa u klasičnoj sredini (na ulici se automobili ne prilepe jedni za druge i spoje jer su parkirani preblizu) zbog toga što: a) nema dovoljnog pritiska i b) taj proces obično ometaju slojevi vazduha ili onečišćenja. U okruženjima kao što je svemirski vakuum, ako čiste metale dovoljno približimo – oni se mogu doslovce zalepiti. Ovo otkriće jeste bez presedana, ali nije neočekivano. Majkl Demkovic, naučnik za materijale sa Univerziteta Teksas A&M, 2013. godine radio je na studiji koja predviđa ovakvo zaceljivanje nanopukotina putem sićušnih kristalnih zrnaca unutar metala što reagujju na stres i zatim se premeštaju.
„Nadam se da će ovo otkriće podstaći stručnjake za materijale da razmisle o tome kako, u pravim okolnostima, materijali mogu učiniti to što nismo očekivali”, naglašava Demkovic. Istraživanje Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding objavljeno je u časopisu Nature.
(Ilustracija Shutterstock/Dan Thompson/Sandia National Laboratories)
(Indeks)
