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迷信家发现金属裂纹可自动修复

时间：2024-10-31 19:28:09 来源：一只和硕呀网

迷信家初次眼见了金属碎片在不任何酬谢干涉的迷信情景下断裂，而后融会在一起，现金修复这一历程倾覆了根基的属裂迷信实际。假如这种新发现的自动天气可能被运用，可能激发一场工程革命——自我修复的迷信建议机、桥梁以及飞性可能逆转磨损组成的现金修复伤害，从而更清静、属裂更耐用。自动

7月19日，迷信美国桑迪亚国家试验室以及患上克萨斯农工大学散漫钻研小组在《做作》上形貌了他们的现金修复这一发现。

桑迪亚国家试验室质料迷信家Brad Boyce说: “咱们已经证实，属裂金属有自己外在的自动、做作的迷信自我愈合能耐，至少在纳米级疲惫伤害的现金修复情景下是这样。”

疲惫伤害是属裂机械磨损并最终破损的一种方式。一再的应力或者行动导致宏不雅裂纹的组成。随着光阴推移，这些裂纹会妨碍以及散漫，直至断裂。

Boyce团队看到的消逝的裂痕便因此纳米为单元的重大但紧张的裂痕。

“从电子配置装备部署的焊点到汽车建议机再到桥梁，这些妄想每一每一由于循环载荷而爆发不可预料的倾向，从而导致裂纹的发生以及最终的断裂。”Boyce说，“当倾向爆发时，咱们必需面临调新发生的老本以及光阴损失，在某些情景下，致使尚有职员伤亡。这些倾向对于美国的经济影响每一年以数千亿美元来掂量。”

尽管迷信家已经缔造了一些自修复质料——次若是塑料，但自修复金属的意见在很大水平上仍存在于科幻小说中。

“金属裂纹只会变患上更大，而不是更小。纵然是咱们用来形貌裂纹妨碍的一些根基方程也清扫了这种自愈的可能性。”Boyce说。

2013年，时任麻省理工学院质料迷信与工程系助理教授、现任患上克萨斯农工大学教授Michael Demkowicz开始钻研传统质料实际。他宣告了一项基于合计机模拟服从的新实际，该实际以为，在某些条件下，金属理当可能焊接由磨损组成的裂纹。

由桑迪亚国家试验室以及美国洛斯阿拉莫斯国家试验室散漫经营的综合纳米技术中间则在分心中发现，Demkowicz的实际是精确的。

现为田纳西大学副教授的Khalid Hattar以及如今能源部核能办公室使命的Chris Barr在桑迪亚国家试验室使命时有了这一发现。当时，他们只是想运用他们开拓的一种特意的电子显微镜技术评估裂纹是若何在纳米尺度铂片中组成以及散漫的，该技术可在金属收尾以每一秒200次的速率对于其一再拉扯。

使人惊惶的是，试验开始约40分钟后，伤害爆发了逆转。裂痕的一端融会在一起，彷佛在妨碍，不留下从前受伤的痕迹。随着光阴推移，裂纹沿着差距的倾向重重妨碍。Hattar以为这是“亘古未有的洞见” 。

“尽管，听到这个新闻我很欢喜。”Demkowicz说。而后，这位教授在合计机模子上重现了这个试验，证明了在桑迪亚国家试验室看到的天气与他多年条件出的实际是不同的。

对于金属自修复历程尚有良多未知数，搜罗它是否会成为制作业中的适用工具。

“这些发如今多大水平上具备普遍性，很可能成为普遍钻研的一个课题。”Boyce说，“咱们揭示了这种情景在真地面的纳米金属中爆发，但咱们不知道这种天气是否也会在空气中的老例金属中存在。”

可是，尽管存在种种未知，这一发现依然是质料迷信前沿的一次飞跃。

Demkowicz说: “我愿望这一发现可能鼓舞质料钻研职员意见到，在适量的情景下，质料可能做到从前从未预判断的使命。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06223-0