Metal auto-regenerant. Cercetatorii au crezut initial ca este o greseala

0

In unele situatii, daca punem o bucata de metal sub tensiune – care exercita o forta ce in mod normal ar rupe metalul – efectul este exact invers, facand in asa fel incat ruptura sa se inchida si marginile acesteia sa fuzioneze, explica cercetatori de la MIT dupa ce au facut un experiment. Surprinzatoarea descoperire ar putea conduce la crearea unor materiale care sa repare singure inainte ca stricaciunea sa se raspandeasca.

„A trebuit sa revenim si sa mai incercam o data”, spune Michael Demkowicz, profesor de stiinta si ingineria materialelor, pentru a vedea daca in loc de a se extinde, crapatura se inchide. Mai intai ne-am asigurat ca intr-adevar, nu era nimic gresit.

Credit: MIT

Urmatoarea intrebare a fost: „De ce se intampla acest lucru?”

Raspunsul a venit din modul in care moleculele de la marginea rupturii interactioneaza cu microstructura cristalina a metalului – in acest caz, nichel, care este baza „superaliajelor” folosite in medii extreme, precum in cazul puturilor maine de foraj de mare adancime.

Creand un model computerizat al microstructurii si studiind raspunsurile acesteia in diverse conditii, „am descoperit ca exista un mecanism ce poate, in principiu, sa inchida crapaturile in cazul oricarui stres aplicat metalului”, spune Demkowicz. Majoritatea metalelor sunt facute din molecule foarte mici cristaline ale caror dimensiuni si orientare poate afecta rezistenta si alte caracteristici. Insa in anumite conditii, au descoperit Demkowicz si Xu, „microstructura se poate modifica: Poate face ca moleculele de la margine sa migreze. Aceasta migratie este cheia repararii fisurilor”, spune Demkowicz. Ideea in sine ca moleculele de la margine ar putea migra in interiorul unui metal a fost studiata in mod intens in ultimele decade, spune Demkowicz.

„Auto-repararea, totusi, are loc numai in cazul anumitor tipuri de margini, explica el – o fisura ce trece printr-o molecula, insa nu o parcurge pe de-a intregul. Aceasta situatie creaza un defect cunoscut sub numele de „disclinatie”. Acestea au fost observate prima data cu aproximativ o suta de ani in urma, insa au fost considerate o curiozitate”, spune Demkowicz. Atunci cand el si Xu au descoperit comportamentul auto-raparator al crapaturilor, a spus ca „ne-a luat ceva timp sa ne convingem ca ceea ce vedem chiar este disclinatie”.

Un computer ce simuleaza structura unui aliaj metalic, aratand granita dintre doua molecule microcristaline (liniile albe formeaza hexagoane), prezentand o mica ruptura (linia orizontala inchisa la culoare chiar dedesubtul zonei centrale) care se repara pe masura ce metalul este supus la stres. Simularea a fost una dintre multele pe care cercetatorii de la MIT le-au folosit pentru a dezvalui acest nou fenomen de auto-reparare.  Simularea a fost oferita de catre Guoqiang Xu si Michael Demkowicz

Aceste defecte au campuri de stres intense, care „pot fi atat de puternice incat sa inverseze efectul unui anumite forte aplicate”, spune Demkowicz: Cu alte cuvinte, atunci cand cele doua margini ale unei crapaturi sunt indepartate, in locul extinderii crapaturii, aceasta se poate inchide. „Stresul disclinatiei poate conduce la efecte nebanuite”, spune acesta.

Descoperind acest mecanism, cercetatorii isi planuiesc sa studieze cum structura aliajelor metalice poate permite fisurilor sa se auto-repare si sa se inchida in aceste cazuri speciale. Tehnica pentru controlarea microstructurilor in cazul aliajelor deja exista, spune Demkowicz, deci nu este decat o chestiune de timp pana vom afla cum sa ajungem la rezultatul dorit.

„Acesta este un domeniu pe care tocmai il inauguram”, spune el. „Cum sa proiectezi o microstructura care sa se auto-repare? Acest lucru este foarte nou.”

Rezultatele studiului au fost publicate in revista .

sursa:

Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
Misteriosul Mohenjo Daro a fost caminul unei civilizatii necunoscute avansate

Cu mii de ani in urma, misteriosul Mohenjo Daro a fost caminul unei civilizatii necunoscute, avansate si prospere, ce detinea...

Închide