Pela primeira vez, os cientistas descobriram que o metal se cura depois de rachar – uma observação que pode abrir caminho para a criação de estruturas e robôs capazes de se reparar.
Mas para aqueles que se preocupam com a ascensão Os robôs Terminator são realistas – Não: O mecanismo recém-descoberto funciona apenas em um punhado de minerais e em escalas incrivelmente pequenas – pelo menos por enquanto.
“Claro, existem muitos setores nos quais os engenheiros de produto gostariam de traduzir essas descobertas em abordagens de engenharia intencionais para criar metais auto-recuperáveis automaticamente em nossas aplicações estruturais”, disse o principal autor. Brad BoyceUm cientista de materiais do Sandia National Laboratories em Albuquerque, Novo México, disse ao Live Science. “Metais auto-recuperáveis podem ser úteis em uma ampla gama de aplicações, desde asas de aeronaves até sistemas de suspensão de automóveis”.
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Os cientistas já haviam assumido que os metais eram incapazes de se reparar, mas uma nova descoberta, feita inadvertidamente por cientistas que estudavam pedaços nanométricos de platina e cobre, derruba essa conclusão.
Os metais são danificados por estresse ou movimento repetitivo, criando redes crescentes de rachaduras microscópicas que podem levar a falhas catastróficas de motores a jato, pontes e outras estruturas vitais.
Mas nem todos os materiais quebram sob estresse repetido: alguns polímeros modernos até concreto romano antigo Foi demonstrado que repara microfissuras ao longo do tempo.
Em 2013, uma equipe de pesquisadores usou modelos de computador para mostrar que os minerais também podem realizar o truque de cura, mas não foram capazes de estudar os minerais nas escalas exatas necessárias para que não pudessem obter nenhuma evidência real.
No novo estudo, publicado em 19 de julho na revista naturezaUsando um dispositivo chamado microscópio eletrônico de transmissão, os cientistas investigaram como os pedaços de metal de tamanho nano respondem ao estresse repetido. O dispositivo aplicava muito pouca força – o equivalente a pisar na perna de um mosquito – na forma de 200 minúsculos rebocadores de metal a cada segundo.
em dois metais, cobre E PlatinaRachaduras apareceram e cresceram por todo o material. Mas depois de 40 minutos, os metais se fundiram novamente, sem deixar vestígios de rachaduras.
Segundo Boyce, a explicação para essa autorreparação milagrosa está em um processo chamado “soldagem a frio”.
“Em resumo, em nanoescala, as condições locais ao redor da ponta da rachadura fazem com que os dois lados da rachadura se empurrem um contra o outro”, disse Boyce. “Após o contato, os dois lados se fundem em um processo que os metalúrgicos chamam de ‘soldagem a frio’. Esse processo não parece acontecer o tempo todo, mas apenas nos casos em que as condições locais resultam em contato entre as asas.”
A viabilidade das novas observações dos pesquisadores permanece desconhecida. Primeiro, para observar os processos de soldagem a frio, os cientistas isolaram os metais dentro do vácuo para que não houvesse atmosfera átomos interferiu no equipamento. Isso significa que eles ainda não sabem se o processo funciona apenas no vácuo.
Da mesma forma, a gama de metais potenciais que podem se autorreparar também é desconhecida. Os cientistas observaram apenas a soldagem a frio em platina e cobre, mas ainda não está claro se os metais estruturais comumente usados, como o aço, também realizam esse feito.
Há também a questão do dimensionamento. Os minerais usados eram pequenos e altamente ordenados em suas estruturas; Também não se sabe se os macrominerais podem ser persuadidos a cicatrizar.
No entanto, os cientistas estão cautelosamente otimistas de que sua descoberta pode levar a mudanças fundamentais na maneira como construímos e projetamos estruturas metálicas para maior durabilidade e pode ter aplicações em voos espaciais, onde as partículas atmosféricas não são um problema.
“Na verdade, achamos que esse processo já pode ocorrer até certo ponto, mesmo em metais e ligas comuns que usamos em nossas vidas diárias – pelo menos para rachaduras subterrâneas que não são expostas ao oxigênio e talvez até para rachaduras superficiais”, disse Boyce. “Para tirar o máximo proveito disso, porém, podemos começar a pensar em seções de materiais e projetar microestruturas.”
