Pour la première fois, des scientifiques ont découvert que le métal se régénère après une fracture, une observation qui pourrait ouvrir la voie à la création de structures et de robots autoréparables.
Mais pour ceux qui s’inquiètent de la randonnée Le robot terminateur est réaliste À ne pas faire : ce mécanisme récemment découvert ne fonctionne que sur une poignée de minéraux et à très petite échelle, du moins pour le moment.
“Certes, il existe de nombreuses industries où les ingénieurs produits sont impatients de traduire ces découvertes en une approche d’ingénierie délibérée pour créer automatiquement des métaux auto-cicatrisants dans nos applications structurelles”, a déclaré l’auteur principal. Brad BoyceUn scientifique des matériaux du Sandia National Laboratory à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, a déclaré à Live Science. “Les métaux auto-cicatrisants peuvent être utiles dans une variété d’applications, des ailes d’avion aux systèmes de suspension de voiture.”
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Les scientifiques avaient précédemment supposé que les métaux ne pouvaient pas se réparer eux-mêmes, mais une nouvelle découverte, faite par accident par des scientifiques étudiant des morceaux de platine et de cuivre de taille nanométrique, a renversé cette conclusion.
Le métal est endommagé par des pressions ou des mouvements répétés, créant un réseau croissant de fissures microscopiques qui peuvent provoquer des pannes catastrophiques dans les moteurs à réaction, les ponts et autres structures vitales.
Mais tous les matériaux ne cassent pas sous des contraintes répétées : même certains polymères modernes le font. Béton de la Rome antique Il a été démontré qu’il répare les microfissures au fil du temps.
En 2013, une équipe de chercheurs a utilisé des modèles informatiques pour montrer que les minéraux pourraient également être capables d’effectuer des tours de guérison, mais ils ne pouvaient pas étudier les minéraux à la bonne échelle et ils ne pouvaient donc pas obtenir de preuves concrètes.
Dans la nouvelle étude, publiée le 19 juillet dans la revue d’accordÀ l’aide d’un appareil appelé microscope électronique à transmission, les scientifiques ont étudié comment des morceaux de métal de taille nanométrique réagissent à des pressions répétées. Les appareils appliquent des forces minuscules – équivalentes à marcher sur les orteils d’un moustique – sous la forme de 200 minuscules tractions métalliques par seconde.
en deux métaux cuivre Et PlatineDes fissures sont apparues et se sont développées dans tout le matériau. Mais après 40 minutes, les métaux ont fusionné à nouveau, ne laissant aucune trace de fissures.
Selon Boyce, l’explication de cette auto-réparation miraculeuse réside dans un processus appelé “soudure à froid”.
“En bref, à l’échelle nanométrique, les conditions locales autour du bord de la fissure font que les deux côtés de la fissure se poussent l’un contre l’autre”, a déclaré Boyce. « Au contact, les deux côtés sont fusionnés dans un procédé que les métallurgistes appellent ‘soudage à froid’. Ce processus ne semble pas se produire tout le temps, mais seulement dans les cas où les conditions locales ont entraîné un contact avec les ailes.”
La faisabilité des nouvelles observations des chercheurs reste inconnue. Tout d’abord, pour observer le processus de soudage à froid, les scientifiques isolent le métal dans le vide afin qu’il n’y ait pas d’atmosphère atome interférer avec l’équipement. Autrement dit, ils ne savent pas encore si le processus ne fonctionne que dans le vide ou non.
De même, la gamme de métaux potentiellement autoréparables est également inconnue. Les scientifiques n’ont observé que le soudage à froid sur le platine et le cuivre, mais il n’est pas clair si les métaux de construction couramment utilisés tels que l’acier le font également.
Il y a aussi la question de la taille. Les minéraux utilisés sont de petite taille et de structure très régulière ; On ne sait pas non plus si les macrominéraux peuvent être amenés à guérir.
Cependant, les scientifiques sont très optimistes quant au fait que leur découverte pourrait entraîner des changements fondamentaux dans la façon dont nous construisons et concevons des structures métalliques pour la durabilité, et pourrait avoir des applications dans les vols spatiaux, où les particules atmosphériques ne sont pas un problème.
“En fait, nous pensons que ce processus peut déjà se produire dans une certaine mesure, même dans les métaux et alliages courants que nous utilisons dans la vie de tous les jours – au moins pour les fissures souterraines qui ne sont pas exposées à l’oxygène, et peut-être même pour les fissures en surface”, a déclaré Boyce. “Cependant, pour en tirer le meilleur parti, nous pouvons commencer à penser aux parties du matériau et à concevoir la microstructure.”
2023-07-21 21:54:28
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