Не е известно металите да се "лекуват" сами; предполага се, че след като се счупят, материалите остават счупени, освен ако външни сили не ги възстановят. Но нови изследвания на свойствата на металите показват, че това невинаги е така. Всъщност някои метали изглежда се поправят по естествен път - откритие, което един ден може да промени инженерните проекти тук, на Земята, и извън нея.

Според проучване, публикувано миналата седмица в Nature, учени в областта на материалознанието от Националните лаборатории Сандия в Албакърки, Ню Мексико, и Тексаския университет A&M са открили, че поне някои метали - в случая мед и платина - могат да се "подлагат на присъщо самовъзстановяване". Наблюденията на екипа са станали напълно случайно, докато са наблюдавали двата материала на наноравнище.

Откритието е направено при тестване на устойчивостта на стрес на изключително малки образци от платина и мед. За тази цел екипът подлага металите на бързи, миниатюрни удари чрез трансмисионен електронен микроскоп със скорост 200 удара в секунда. Въпреки че устройството прилага само натиск, подобен на този при ходене на краката на комар, металите все пак развиват малки пукнатини с течение на времето.

Такива проблеми се срещат ежедневно в реалния свят. "От спояващите съединения в електронните ни устройства до двигателите на автомобилите ни и мостовете, по които минаваме, тези структури често се повреждат непредсказуемо поради циклично натоварване, което води до иницииране на пукнатини и евентуално до счупване", казва Брад Бойс, учен в областта на материалите в Sandia National Labs, в скорошно съобщение за пресата. "Когато те се повредят, трябва да се справяме с разходите за подмяна, загубеното време и в някои случаи дори с наранявания или загуба на живот."

В рамките на 40 минути след тестовете на екипа обаче и платинените, и медните проби заздравяват, сякаш пукнатините никога не са били там.

"Очакваше се пукнатините в металите да се увеличават, а не да се смаляват. Дори някои от основните уравнения, които използваме, за да опишем растежа на пукнатините, изключват възможността за подобни процеси на заздравяване", казва Бойс в съобщението за пресата.

Макар и изненада за много от изследователите, лечебните способности всъщност потвърждават една десетгодишна теория, изказана за първи път от Майкъл Демкович, професор по материалознание и инженерство в Масачузетския технологичен институт. През 2013 г. Демкович се опитва да коригира конвенционалната теория за материалите чрез компютърни симулации, показващи, че при определени условия металът хипотетично може да заздрави пукнатини, предизвикани от напрежение. Ключът към подобна изненадваща способност идва чрез така нареченото "студено заваряване", при което страните на две пукнатини се притискат една към друга при много определени условия.

Много неща все още предстоят да бъдат проучени и тествани, но последиците могат да бъдат мащабни и да променят начина, по който инженерите проектират и изграждат всичко - от сгради на земята до космически летателни апарати. Последните експерименти са проведени във вакуум, но екипът се надява да научи дали студеното заваряване на метали може да се осъществи при нормални атмосферни условия. Ако не друго, Демкович смята, че откритието е отлично напомняне, че "при подходящи обстоятелства материалите могат да правят неща, които никога не сме очаквали".

Снимка: Dan Thompson / Sandia National Labs

Виж още: Защо популярността на ChatGPT намалява?