一塊破裂的金屬在實驗中自愈，讓科學家們大吃一驚

將此文件提交到“那不應該發(fā)生！在一項實驗中，科學家們觀察到金屬會自行愈合。如果能夠完全理解和控制這個過程，我們就可以處于一個全新的工程時代的開始。

在去年發(fā)表的一項研究中，來自桑迪亞國家實驗室和德克薩斯 A&M 大學的一個團隊正在使用專門的傳輸來測試金屬的彈性電子顯微鏡每秒拉動金屬末端 200 次的技術(shù)。

然后，他們在懸浮在真空中的 40 納米厚的鉑塊中觀察了超小尺度的自愈。

由上述應變類型引起的裂紋稱為疲勞損傷：導致微觀斷裂的重復應力和運動，最終導致機器或結(jié)構(gòu)斷裂。

令人驚訝的是，經(jīng)過大約 40 分鐘的觀察后，鉑的裂縫開始重新融合并自行修復，然后再次向不同的方向開始。

“親眼目睹這絕對令人震驚，”說桑迪亞國家實驗室的材料科學家布拉德·博伊斯 （Brad Boyce） 在結(jié)果公布時。

“我們當然不是在尋找它。我們已經(jīng)證實的是，金屬具有自身內(nèi)在的天然自愈能力，至少在納米級疲勞損傷的情況下是這樣。

這些是確切的條件，我們還不知道這是如何發(fā)生的，或者我們?nèi)绾问褂盟５?，如果您考慮修復所有東西所需的成本和精力從 Bridges從發(fā)動機到手機，誰也不知道自愈金屬能產(chǎn)生多大的不同。

雖然這一觀察是前所未有的，但并不完全出乎意料。2013 年，德克薩斯 A&M 大學材料科學家 Michael Demkowicz 進行了一項研究預測這種納米裂紋愈合可能會發(fā)生，由金屬內(nèi)部的微小結(jié)晶顆?；旧细淖兤溥吔珧?qū)動應對壓力.

Demkowicz 還參與了這項研究，使用更新的計算機模型以證明他十年前關于金屬在納米尺度上的自愈行為的理論與這里發(fā)生的事情相匹配。

自動修復過程發(fā)生在室溫下是這項研究的另一個有前途的方面。金屬通常需要大量熱量改變它的形式，但實驗是在真空中進行的;在典型環(huán)境中，傳統(tǒng)金屬是否會發(fā)生相同的過程還有待觀察。

一種可能的解釋涉及一個稱為冷焊，在環(huán)境溫度下，只要金屬表面靠得足夠近，以至于它們各自的原子纏結(jié)在一起，就會發(fā)生這種情況。

通常，薄薄的空氣層或污染物會干擾該過程;在太空真空等環(huán)境中，純金屬可以被迫靠得足夠近，從而真正粘在一起。

“我希望這一發(fā)現(xiàn)將鼓勵材料研究人員考慮，在適當?shù)那闆r下，材料可以做我們從未預料到的事情。”說德姆科維奇。

該研究發(fā)表在自然界.

本文的早期版本發(fā)表于 2023 年 7 月。

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