材料科学 · 科学家发现裂开后可以自动愈合的金属材料

近日，美国科学家发现，在真空条件下，纳米晶铂能够自动修复纳米尺度上的疲劳损伤。该发现如果能被利用，可能会引发一场工程革命——发动机、桥梁和飞机可以逆转由金属疲劳造成的损伤，使它们更加安全和耐久。

疲劳损伤会导致机器磨损和破裂。反复的应力或运动会导致微小裂缝形成，随着时间的推移，这些裂缝会扩大和蔓延，直到整个设备断裂失效。此前科学家创造的自我修复材料主要是塑料，而金属损伤裂缝只会变大，且用来描述金属裂纹生长的一些基本方程式也排除了愈合过程的可能。2013 年提出的一种新理论认为，在某些条件下，金属应该能够通过冷焊（摩擦学中两直接接触表面在常温或低温下形成的黏着），闭合由磨损和损伤形成的裂缝，这一理论现在得到了证实。研究人员开发了一种每秒重复拉动金属末端 200 次的技术进行纳米晶铂的疲劳实验。在实验进行约 40 分钟后，材料的纳米级疲劳裂纹发生逆转，重新融合在一起且不留痕迹。研究者认为该现象是由局部应力状态和晶界迁移诱导形成的裂纹侧面冷焊，证明了在纳米尺度下，金属具有自我修复能力。未来，科学家们需要进一步研究，以确定这种现象在其他条件下是否会发生。相关论文 7 月 19 日发表于《自然》（Nature）。（DOE/SANDIA NATIONAL LABORATORIES）

转自：“科研圈”微信公众号

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