El sorprendente descubrimiento demuestra que los minerales pueden regenerarse

Por primera vez, los investigadores han sido testigos de un fenómeno extraño e inesperado: las fracturas en muestras de metal maltratadas por un experimento de ciencia de materiales parecen haberse soldado entre sí. En otras palabras, estos materiales se repararon automáticamente sin intervención humana. Descubrir los entresijos de este mecanismo puede conducir al desarrollo de nuevos materiales altamente duraderos.

Este trabajo es el producto de un equipo formado por investigadores de los Laboratorios Nacionales Sandia, uno de los tres laboratorios de investigación del Departamento de Energía de EE. UU., y la Universidad Texas A&M.

Conducían los llamados prueba de fatigaque es un experimento de ciencia de materiales relativamente estándar que consiste en aplicar muchas tensiones pequeñas y repetidas a un material para estudiar su resistencia a la deformación durante un largo período de tiempo.

Esto genera lo que los especialistas denominan fatiga, que generalmente resulta de la aparición de fracturas microscópicas. Esto debilita toda la estructura, planteando problemas de durabilidad y seguridad en el caso de un vehículo o edificio. Por lo tanto, este tipo de prueba es muy importante en muchos campos, ya que ayuda a los ingenieros a predecir la falla de estas estructuras.

« Desde soldaduras en dispositivos electrónicos hasta motores de automóviles y puentes, estas estructuras pueden fallar inesperadamente debido a estas tensiones repetidas. Y cuando eso sucede, tenemos que lidiar con los costos de reemplazo, el tiempo perdido y, en algunos casos, lesiones o pérdida de vidas. explica Brad Boyce, uno de los autores del estudio. « El impacto económico de estos fracasos se mide en cientos de miles de millones de dólares cada año para los Estados Unidos. «, especifica.

Una pieza de metal que se regenera automáticamente.

En este caso, el equipo de Boyce sometió una pieza de platino a una prueba que implicó tirar de sus extremos 200 veces por segundo mientras la observaba bajo un microscopio electrónico. El objetivo inicial era simplemente estudiar la prevalencia de estas microfracturas. Pero después de 40 minutos de observación, se sorprendieron. Algunas de estas microfracturas se fusionaron espontáneamente, restaurando la integridad estructural del material.

Los investigadores ya han desarrollado materiales autorrenovables, incluidos los plásticos. En cambio, este fenómeno no se observa en el caso del metal; Me quedé en el terreno de la ciencia ficción.

» fue asombroso ver Boyce dice. « Absolutamente no esperábamos eso. En teoría, se puede esperar que las grietas en los metales se amplíen con el tiempo y ciertamente no se contraerán. Algunas de las ecuaciones básicas que usamos para describir el desarrollo de fisuras incluso excluyen la posibilidad de estos procesos de curación. «.

Luego, los investigadores recurrieron a Michael Dimkovic, ex profesor de ciencia de materiales en el MIT. En 2013, publicó una teoría basada en simulaciones por computadora que sugería que los minerales debían existir. En teoría, debería poder unirse automáticamente bajo ciertas condiciones. Esto aún no ha sido probado, pero esta observación parece confirmar su teoría.

Entonces Dimkovic sacó su modelo de computadora. Recreó el experimento con estos nuevos parámetros y sus simulaciones dieron un resultado similar al descrito por los investigadores. Esto indica que el fenómeno que observaron sus colegas es el mismo que él teorizó 10 años antes.

Enorme potencial para la industria.

Ahora que se están observando en el mundo real por primera vez, el desafío será descubrir los entresijos de estos mecanismos, y ¿En qué circunstancias puede ocurrir este fenómeno?.

En primer lugar, se debe comprobar si también puede ocurrir en la atmósfera terrestre a temperatura ambiente, y no solo en el microscopio electrónico de bolsillo. « Hemos demostrado que tal regeneración es posible en el vacío, pero no sabemos si este es también el caso de otros minerales en el aire. Boyle dice.

De confirmarse esta posibilidad, este experimento podría tener implicaciones muy importantes. Un metal capaz de regenerarse de esta manera, teóricamente sería posible construir máquinas y estructuras con una vida útil muy larga.

Esto reduciría en gran medida la posibilidad de fallos inesperados, que podrían tener consecuencias desastrosas en campos como la ingeniería civil, la aviación o la industria aeroespacial. Además de este aspecto de seguridad, también puede ocurrir Reducción de los requisitos de mantenimiento para muchas herramientas y máquinas.con beneficios significativos en muchas ramas de la industria.

El texto del estudio está disponible aquí.