Některé kovy se umí samy léčit. Zní to neuvěřitelně, ale prokázal to nový experiment

Nemusíte být zrovna odborníci na fyziku, abyste tušili, že když se nějaký kov ohne, zkroutí natáhne nebo přetrhne, nevrátí se zpět do původního tvaru ani se zázračně nespojí zpět. I tuhle všeobecnou představu ovšem nahlodává nový objev materiálových vědců ze Sandia National Laboratories v Novém Mexiku, kteří náhodou přišli na to, že se kovy umí samy léčit. Ve studii publikované v časopisu Nature popisují zacelování mikroskopických trhlin v mědi a platině, což by v důsledku mohlo změnit náš pohled na kovové konstrukce hojně využívané po celém světě.

Mohlo by vás zajímat: Jsou silnější Wolverinovy drápy, nebo štít Kapitána Ameriky? Známe odpověď!

K objevu došlo při testování odolnosti extrémně malých vzorků platiny a mědi vůči namáhání. Za tímto účelem vystavil tým kovy rychlému „šťouchání“ pomocí transmisního elektronového mikroskopu rychlostí 200 píchnutí za sekundu. Přestože zařízení vyvíjelo tlak odpovídající chůzi komára, v kovech se přesto časem objevily drobné praskliny. Pokud se ptáte, k čemu takový pokus, šlo v podstatě jen o miniaturní test toho, k čemu v reálném světě – byť v mnohem větším měřítku – dochází každý den.

Nečekané schopnosti kovů

„Od tištěných spojů v našich elektronických zařízeních přes motory vozidel až po mosty, po kterých jezdíme, vše může nepředvídatelným způsobem selhat v důsledku cyklického zatěžování, které vede k iniciaci trhlin a jejich případnému prasknutí,“ uvedl Brad Boyce, materiálový vědec v Sandia National Labs. Když k selhání kovové části dojde, přichází nutná revize a následně výměna, která zároveň zabírá nějaký čas a nebývá vždy úplně snadná.

Při detailním sledování zmiňovaných vzorků však tým přibližně po 40 minutách zjistil, že se trhliny zacelily a vše vypadalo, jako kdyby žádné nikdy nevznikly. „Očekávali jsme, že se trhliny v kovech budou vždy pouze zvětšovat, nikoliv zmenšovat. Dokonce i některé základní rovnice, které používáme k popisu zvětšování trhlin, vylučují možnost takovýchto procesů hojení,“ uvedl Boyce.

Ačkoliv to bylo pro mnohé výzkumníky překvapením, schopnosti hojení ve skutečnosti potvrdily deset let starou teorii, kterou poprvé vyslovil Michael Demkowicz, tehdejší profesor materiálových věd a inženýrství na MIT. V roce 2013 se Demkowicz pokusil opravit konvenční teorii materiálů pomocí počítačových simulací, které ukázaly, že za určitých podmínek by kov hypoteticky mohl zacelit trhliny způsobené napětím. Klíč k této překvapivé schopnosti pochází z takzvaného svařování za studena, při němž se za určitých podmínek do sebe vtlačí strany dvou trhlin.

Leccos je třeba ještě prozkoumat a otestovat, ale důsledky by mohly být dalekosáhlé a změnit způsob, jakým inženýři navrhují a staví vše od budov až po vesmírná plavidla. Nedávné experimenty byly prováděny ve vakuu, ale tým z Nového Mexika doufá, že se dozví, zda by k popisovanému zacelování trhlin mohlo docházet i v běžných atmosférických podmínkách. Když už nic jiného, vědci uvádějí, že je tento objev skvělou připomínkou toho, že za správných okolností mohou nejrůznější materiály dělat věci, které jsme nikdy nečekali.

Zdroj: Popular Science, Nature