Bilim İnsanlarını Hayrete Düşüren Deneyde Çatlayan Metal Parçası Kendi Kendini İyileştirdi

Geçen yıl yayınlanan bir çalışmada, Sandia Ulusal Laboratuvarları ve Texas A&M Üniversitesi'nden bir ekip, metalin uçlarını her saniye 200 kez çekmek için özel bir transmisyon elektron mikroskobu tekniği kullanarak metalin esnekliğini test ediyordu.

Daha sonra, vakumda asılı duran 40 nanometre kalınlığında bir platin parçasında ultra küçük ölçeklerde kendi kendini iyileştirmeyi gözlemlediler.

Yukarıda açıklanan türde bir gerilmenin neden olduğu çatlaklar yorulma hasarı olarak bilinir: mikroskobik kırılmalara neden olan tekrarlanan stres ve hareket, sonunda makinelerin veya yapıların kırılmasına neden olur.

Şaşırtıcı bir şekilde, yaklaşık 40 dakikalık gözlemin ardından platindeki çatlak tekrar birleşmeye ve farklı bir yönde tekrar başlamadan önce kendini onarmaya başladı.

Sonuçlar açıklandığında Sandia Ulusal Laboratuvarları'ndan malzeme bilimci Brad Boyce “Bunu ilk elden izlemek kesinlikle çok çarpıcıydı” dedi.

“Bunu kesinlikle beklemiyorduk. Doğruladığımız şey, metallerin, en azından nano ölçekte yorulma hasarı durumunda, kendi kendilerini iyileştirmek için kendi içsel, doğal yeteneklerine sahip olduklarıdır.”

Bunlar kesin koşullar ve bunun nasıl gerçekleştiğini ya da nasıl kullanabileceğimizi henüz tam olarak bilmiyoruz. Ancak, köprülerden motorlara ve telefonlara kadar her şeyi onarmak için gereken maliyet ve çabayı düşünürseniz, kendi kendini iyileştiren metallerin ne kadar fark yaratabileceğini bilemeyiz.

Gözlem daha önce görülmemiş olsa da, tamamen beklenmedik değil. 2013 yılında Texas A&M Üniversitesi malzeme bilimcisi Michael Demkowicz, metallerin içindeki küçük kristal taneciklerin strese tepki olarak sınırlarını değiştirmesiyle bu tür bir nano çatlak iyileşmesinin gerçekleşebileceğini öngören bir çalışma üzerinde çalıştı.

Demkowicz, metalin nano ölçekte kendi kendini iyileştirme davranışı hakkındaki on yıllık teorilerinin burada olanlarla eşleştiğini göstermek için güncellenmiş bilgisayar modellerini kullanarak bu çalışma üzerinde de çalıştı.

Otomatik tamir sürecinin oda sıcaklığında gerçekleşmesi araştırmanın bir başka umut verici yönü. Metalin formunu değiştirmesi için genellikle çok fazla ısı gerekir, ancak deney vakumda gerçekleştirildi; aynı sürecin tipik bir ortamda geleneksel metallerde gerçekleşip gerçekleşmeyeceği henüz belli değil.

Olası bir açıklama, soğuk kaynak olarak bilinen ve metal yüzeyler, ilgili atomlarının birbirine karışması için yeterince yaklaştığında ortam sıcaklıkları altında meydana gelen bir süreci içerir.

Tipik olarak, ince hava katmanları ya da kirleticiler bu süreci engeller; uzay boşluğu gibi ortamlarda ise saf metaller kelimenin tam anlamıyla yapışacak kadar birbirine yaklaştırılabilir.

Demkowicz, “Umuyorum ki bu bulgu, malzeme araştırmacılarını, doğru koşullar altında malzemelerin hiç beklemediğimiz şeyler yapabileceğini düşünmeye teşvik edecektir” dedi.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.