בהתחלה, מדענים רק צפו במתכת שיכולה לרפא את עצמה

אם ראית את שליחות קטלנית סרטים, אתם אולי זוכרים את הרובוט האנושי המשנה צורה T-1000. עשוי ממתכת נוזלית, T-1000 יכול לרפא באופן מיידי את עצמו מפצעי קליעים ופציעות אחרות, המתכת שלו פשוט זולגת בחזרה זו לזו וגורמת לכל נזק להיעלם. עשרות שנים לאחר שהרעיון של מתכת מרפאת עצמית הופיע בסרט, הוא עזב את תחום המדע הבדיוני הטהור והתקרב למציאות, כאשר מדענים צפו במתכות המסוגלות לרפא את עצמן בפעם הראשונה.

בעיתון שפורסם השבוע ב ארץיור, צוות של Sandia National Laboratories ואוניברסיטת טקסס A&M תיאר כיצד הם הצליחו לראות את הפעילות הננומטרית של פלטינה ונחושת באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים.

החוקרים לא ממש ניסו לגרום למתכות להחלים את עצמם, וגילו את הגילוי שלהם בעצם במקרה. הם עבדו על ניסוי שנועד לראות כיצד נוצרים סדקים בחתיכת פלטינה, תוך הפעלת כמות זעירה של כוח עליה 200 פעמים בשנייה. כל זה קורה בקנה מידה שנראה רק דרך מיקרוסקופ חזק במיוחד, נותן ל"קטנטן" משמעות חדשה.

בתור מדען צוות Sandia ומחבר מאמר בראד בויס שים את זה, "הסרטים האלה שאנחנו מסתכלים דרכם הם דקים בהעלם - הם קומץ של אטומים, כך שקשה להתייחס לכוחות שאתה צריך להפעיל על סרט דק כזה לפני שהוא מתפרק. תחשוב על רגל של יתוש אחד - זה סוג הכוח שאנחנו מפעילים."

כשהחוקרים צפו להיווצרות סדקים חדשים, הם ראו את ההיפך קורה: קצה אחד של סדק קיים מתמזג בחזרה. למרות שלימים הוא נוצר מחדש בכיוון אחר, הנזק הראשוני נעלם. "סדקים במתכות היו צפויים רק להתגבר, לא להיות קטנים יותר. אפילו כמה מהמשוואות הבסיסיות שבהן אנו משתמשים כדי לתאר את צמיחת הסדק מונעות את האפשרות של תהליכי ריפוי כאלה", בויס אמר.

הריפוי העצמי של המתכת התרחש באמצעות תהליך הנקרא ריתוך קר, הנגרם על ידי שילוב של מצב מתח מקומי ו נדידת גבול התבואה. האחרון מתייחס לפגמים במבנה הגבישי של המתכות. כאשר מופעל כוח הפגמים נעים, ותנועתם יוצרת מתח לחיצה המפעיל את יכולות הריתוך הקרה של המתכת.

מכיוון שהניסוי נעשה בקנה מידה ננו, החוקרים בודדו את סרט המתכת בוואקום כדי לוודא שאטומים אטמוספריים לא ישפיעו על התוצאות. להבין אם יכולת הריפוי העצמית של המתכות אובדת בתנאים שאינם שואבים תהיה אחת השאלות הגדולות שהחוקרים בוחנים בניסויים הבאים. "אנחנו מראים שזה קורה במתכות ננו-גבישיות בוואקום", בויס אמר. "אבל אנחנו לא יודעים אם זה יכול להיגרם גם במתכות קונבנציונליות באוויר."

למרות שלמחקר לא יהיו יישומים מיידיים בעולם האמיתי, יכולים להיות לו כמה יישומים חשובים בהמשך הדרך. הלחץ החוזר המופעל על מבני מתכת, מגשרים ועד טורבינות, שוחק אותם ומחייב החלפת חלקים באופן קבוע. אם ניתן היה לשלב ריפוי עצמי בחומרים מתכתיים חדשים, זה יכול לעשות הבדל גדול במידת עמידה של מבנים לאורך זמן.

"מחיבורי הלחמה במכשירים האלקטרוניים שלנו למנועי הרכב שלנו ועד לגשרים שעליהם אנחנו נוסעים, מבנים אלה נכשלים לעתים קרובות באופן בלתי צפוי עקב עומס מחזורי שמוביל להתחלת סדק ולשבר בסופו של דבר", בויס. אמר. "כאשר הם אכן נכשלים, אנו נאלצים להתמודד עם עלויות החלפה, אובדן זמן ובמקרים מסוימים אפילו פציעות או אובדן חיים. ההשפעה הכלכלית של הכישלונות הללו נמדדת במאות מיליארדי דולרים מדי שנה עבור ארה"ב".

אמנם לא יהיו מטוסי T-1000 מסתובבים בזמן הקרוב (תודה לאל), מתכת שמסוגלת לרפא את עצמה יכולה לשפר את הבטיחות של מספר מרכיבים בחיי היומיום שלנו ולחסוך לנו זמן וכסף.

"מה שאישרנו הוא שלמתכות יש יכולת פנימית וטבעית משלהן לרפא את עצמן, לפחות במקרה של נזקי עייפות בקנה מידה ננו" אמר. "זה היה מדהים לראות ממקור ראשון."

תמונת אשראי: דן תומפסון/מעבדות הלאומיות של סנדיה

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://singularityhub.com/2023/07/21/in-a-first-scientists-just-observed-metal-that-can-self-heal/