波新聞─陶泰山編輯
科技日報報導,科學家們首次目睹了金屬碎片在沒有任何人為干預情況下破裂,然後又重新融合在一起。如果新發現能夠被利用,它可能會帶來一場工程革命。在這場革命中,自我修復的發動機、橋樑和飛機可消除磨損造成的損害,使其變得更安全、更持久。美國桑迪亞國家實驗室和德克薩斯農工大學的研究團隊19日在自然雜誌上刊登這項發現。
研究團隊看到消失的裂縫是奈米級的裂縫,雖小卻舉足輕重。桑迪亞國家實驗室材料科學家布拉德·博伊斯表示,從電子設備中的焊點到車輛的發動機,再到開車經過的橋樑,這些結構經常由於循環載荷而出現不可預測的故障,從而導致裂縫並最終斷裂。
自我修復金屬的概念在很大程度上一直僅存在於科幻小說中。理論認為,金屬裂縫只會變大,而不會變小。2013年,科學家發表了一項電腦模擬結果的新理論,即在一定條件下,金屬能夠癒合因磨損而形成的裂縫。在桑迪亞和洛斯阿拉莫斯國家實驗室聯合運營的集成奈米技術中心,這一理論得到證明。
研究團隊這次開發了一種每秒可重複拉動金屬末端200次的技術,並使用專門的電子顯微鏡來評估裂縫是如何在一塊奈米級的鉑片上形成和擴展的。實驗進行了大約40分鐘後,損傷發生逆轉。裂縫的一端重新融合在一起,沒有留下曾經受損的痕跡。隨著時間的推移,裂縫又沿著不同的方向重新擴展。
團隊表示,這一發現是材料科學前沿的一次飛躍。