Cientistas surpresos observam um fragmento de metal rachado ‘curar-se’

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CIENTISTAS SURPRESOS OBSERVAM UM FRAGMENTO DE METAL RACHADO CURAR-SE

Uma equipe de cientistas observou como um metal se curava, algo nunca antes visto.

Se esse processo puder ser totalmente compreendido e controlado, poderemos estar no início de uma nova era da engenharia.

Incrível auto cura

Uma equipe do Sandia National Laboratories e da Texas A&M University estava testando a força do metal, usando uma técnica especializada de microscópio eletrônico de transmissão para puxar as pontas do metal 200 vezes por segundo. Em seguida, eles observaram a “autocura” em escalas ultrapequenas em um pedaço de platina de 40 nanômetros de espessura suspenso no vácuo.

As trincas causadas pelo tipo de estresse descrito são conhecidas como danos por fadiga: tensões e movimentos repetidos que causam quebras microscópicas e eventualmente quebram máquinas ou estruturas. Surpreendentemente, após cerca de 40 minutos de observação, a rachadura na platina começou a coalescer e se reparar antes de começar novamente em uma direção diferente.

Brad Boyce, um cientista de materiais do Sandia National Laboratories , disse em um comunicado:

“Foi absolutamente incrível ver isso em primeira mão. Nós certamente não estávamos procurando por isso. O que confirmamos é que os metais têm sua própria capacidade intrínseca e natural de se curar, pelo menos no caso de dano de fadiga em nanoescala.”

Os cientistas não sabem como isso aconteceu

As forças de tração (setas vermelhas) criaram uma rachadura que curou (verde) no metal de platina.

Estas são condições exatas e ainda não sabemos exatamente como isso acontece ou como podemos usá-lo. No entanto, quando você pensa sobre os custos e esforços necessários para consertar qualquer coisa, desde pontes a motores e telefones, não há como dizer quanta diferença os metais auto-recuperáveis podem fazer.

E embora a observação não tenha precedentes, não é totalmente inesperada.

Em 2013, Michael Demkowicz, um cientista de materiais da Texas A&M University, trabalhou em um estudo prevendo que esse tipo de cura de nanofissuras poderia ocorrer, impulsionado pelos minúsculos grãos cristalinos dentro dos metais que essencialmente mudam seus limites em resposta ao estresse. Demkowicz também trabalhou neste último estudo, usando modelos de computador atualizados para mostrar que suas teorias de uma década sobre o comportamento de autocura dos metais em escala nanométrica combinavam com o que estava acontecendo aqui.

O fato de o processo de autorreparo ter ocorrido em temperatura ambiente é outro aspecto promissor da pesquisa. O metal geralmente precisa de muito calor para mudar de forma, mas o experimento foi realizado no vácuo; ainda não se sabe se o mesmo processo ocorrerá em metais convencionais em um ambiente típico.

Uma possível explicação tem a ver com um processo conhecido como soldagem a frio, que ocorre à temperatura ambiente sempre que superfícies metálicas se aproximam o suficiente para que seus respectivos átomos fiquem emaranhados.

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Normalmente, finas camadas de ar ou contaminantes interferem no processo; em ambientes como o vácuo do espaço, os metais puros podem se aproximar o suficiente para literalmente se unirem.

Demkowicz disse:

“Minha esperança é que essa descoberta encoraje os pesquisadores de materiais a considerar que, nas circunstâncias certas, os materiais podem fazer coisas que não esperávamos”.