Себя

[1/2]Исследователь Райан Шелл из Национальной лаборатории Сандиа при правительстве США в Нью-Мексико использует специализированную технику трансмиссионного электронного микроскопа, разработанную учеными Халидом Хаттаром, Дэном Баффордом и Крисом Барром, для изучения усталостных трещин на наноуровне, 16 ноября 2022 года. Крейг ... Читать далее

ВАШИНГТОН, 19 июля (Рейтер) – В фильме 1991 года «Терминатор 2: Судный день» злобный путешествующий во времени и меняющий форму андроид по имени Т-1000, сделанный из жидкого металла, продемонстрировал уникальные качества. От ударов взрывной волны или пуль его металл исцелялся сам.

Самовосстанавливающийся металл все еще остается научной фантастикой, верно? Очевидно нет.

В среду ученые рассказали, как кусочки чистой платины и меди самопроизвольно залечивали трещины, вызванные усталостью металла, во время наномасштабных экспериментов, целью которых было изучение того, как такие трещины образуются и распространяются в металле, находящемся под напряжением. Они выразили оптимизм по поводу того, что в относительно ближайшем будущем эту способность можно будет внедрить в металлы для создания самовосстанавливающихся машин и конструкций.

Усталость металла возникает, когда в металле, в том числе в деталях машин, транспортных средств и конструкций, появляются микроскопические трещины после воздействия повторяющихся напряжений или движений, повреждения, которые имеют тенденцию усугубляться с течением времени. Усталость металла может вызвать катастрофические разрушения в таких областях, как авиация (например, реактивные двигатели) и инфраструктура (мосты и другие конструкции).

В экспериментах в Национальной лаборатории Сандиа при правительстве США в Нью-Мексико исследователи использовали технику, при которой тянулись за концы крошечных металлических кусочков примерно 200 раз в секунду. Первоначально образовалась и распространилась трещина. Но примерно через 40 минут эксперимента металл снова слился воедино.

Исследователи назвали это исцеление «холодной сваркой».

«Процесс холодной сварки — это металлургический процесс, который, как известно, происходит, когда две относительно гладкие и чистые поверхности металла соединяются вместе для восстановления атомных связей», — сказал ученый-материаловед из Sandia National Laboratories Брэд Бойс, который помог провести исследование, опубликованное в журнале. Природа.

«В отличие от самовосстанавливающихся роботов из фильма «Терминатор», этот процесс не виден в человеческом масштабе. Он происходит на наноуровне, и нам еще предстоит контролировать этот процесс», — добавил Бойс.

Кусочки металла имели толщину около 40 нанометров и ширину несколько микрометров. Хотя в экспериментах заживление наблюдалось только на платине и меди, Бойс сказал, что моделирование показало, что самовосстановление может происходить и в других металлах и что «вполне вероятно», что такие сплавы, как сталь, могут проявлять это качество.

«Можно представить материалы, адаптированные для использования такого поведения», — сказал Бойс.

«Учитывая эти новые знания, могут быть разработаны альтернативные стратегии проектирования материалов или инженерные подходы, которые могут помочь смягчить усталостное разрушение. Кроме того, это новое понимание может пролить свет на усталостное разрушение в существующих конструкциях, улучшая нашу способность интерпретировать и прогнозировать такое разрушение. неудачи», — добавил Бойс.

В прошлом ученые создавали некоторые самовосстанавливающиеся материалы, в основном пластики. Соавтор исследования Майкл Демкович, профессор материаловедения и инженерии Техасского университета A&M, десять лет назад предсказал самовосстановление металла.

Демкович правильно подсчитал, что при определенных условиях подвергание металла напряжению, которое обычно приводит к увеличению трещин, связанных с усталостью, может иметь противоположный эффект.

«Я предполагаю, что для разработки реальных применений наших результатов потребуется еще 10 лет», — сказал Демкович.

«Когда я впервые сделал свои прогнозы, некоторые представители прессы сказали, что я работаю над Т-1000. Это все еще научная фантастика», — сказал Демкович. «Однако в конце (сериала) «Звездный крейсер Галактика» команда адаптировала некоторые технологии Сайлонов (вымышленной расы роботов), чтобы помочь излечить усталостные повреждения своего корабля, заставив металл вести себя больше как органическую ткань, которая может исцелить свою собственную. Я бы сказал, что то, над чем мы работаем, больше похоже на пример «Звездного крейсера Галактика».