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科学家首次目睹金属自我修复过程
Mark 2023-07-20 来源: 科技日报等综合
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科学家首次证实,金属碎片能在没有人为干预的情况下自我修复,这一发现有可能引领一场工程革命,推动自我修复的发动机、桥梁和飞机等结构的制造,消除磨损造成的损害,使其更加安全和持久。

美国桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的研究团队在《自然》杂志上详细描述了此项创新发现。他们观察到了纳米级裂缝的自我修复过程,这些微小的裂缝对电子设备、车辆发动机、桥梁等结构的影响却十分重要。

“这些结构经常由于循环载荷而出现不可预测的故障,从而导致裂缝萌生并最终断裂。”材料科学家布拉德·博伊斯表示。

过去,自我修复金属的概念仅存在于科幻小说中。然而,2013年科学家提出了一种新理论,即在一定条件下,金属能够自我修复因磨损而形成的裂缝。此后,由桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的集成纳米技术中心证明了这一理论。

研究团队开发了一种新技术,每秒可重复拉动金属末端200次,并使用专门的电子显微镜评估裂缝在一块纳米级铂片上的形成和扩展。

“经过约40分钟的实验,损伤发生了逆转,裂缝的一端重新融合在一起,没有留下曾经受损的痕迹。随着时间的推移,裂缝又沿着不同的方向重新扩展。”博伊斯详细描述了实验过程。

这一发现无疑是材料科学前沿的一次重大飞跃,为未来金属材料的自我修复应用提供了可能性。尽管目前仍有很多未知之处,但科学家们将继续展开研究,探索在现实世界空气中的传统金属中诱导出同样的自我修复现象,为工程领域带来更多的创新和突破。

自我修复金属的概念不再是幻想,而是逐步走向现实。虽然实现这一目标还存在许多科学和工程上的挑战,但这一最新研究无疑让人看到了希望。在未来,我们可能会看到磨损已久的桥梁、发动机、飞机等结构恢复原状,无需人工干预,为人类社会带来更多安全和便利。

这一发现开启了一片新的研究领域,未来的可能性无穷无尽。不过,要将这项研究转化为实际应用,科学家们还需要突破一些技术难题。尽管困难重重,但科学的魅力在于不断探索,不断打破旧有的认知,这也正是科学家们一直在做的事情。在他们的努力下,自我修复金属或许将真正从科幻走向现实,成为一个改变世界的技术。

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