Идея неразрушимых роботов-убийц может показаться чем-то из фильма "Терминатор".
Однако вскоре они могут стать реальностью, поскольку ученые впервые увидели, как металл исцеляет сам себя, причем без какого-либо вмешательства человека.
Исследование, проведенное в США, перевернуло все наши представления о металлах, показав, что трещины от износа могут затягиваться сами собой при определенных условиях.
Это открытие способно произвести революцию в машиностроении, с перспективой появления самовосстанавливающихся двигателей, самолетов и даже роботов.
"Это было невероятно увидеть своими глазами", — сказал Брэд Бойс, ученый из Национальной лаборатории Сандии, который руководил исследованием совместно с университетом Техаса A&M.
"Мы подтвердили, что металлы обладают своей собственной внутренней, естественной способностью заживлять себя, по крайней мере, в случае повреждений от усталости на наноуровне."
Металлы, используемые в настоящее время для создания жизненно важных объектов инфраструктуры, таких как мосты и самолеты, подвергаются многократным нагрузкам и движениям, что со временем приводит к образованию микроскопических трещин.
В то время как это повреждение обычно приводит к поломке машин, г-н Бойс и его команда наблюдали, как наноразмерная трещина уменьшилась на 18 нм.
Это было совершенно неожиданным открытием, поскольку ученые намеревались лишь оценить, как трещины будут распространяться по куску платины толщиной 40 нм при давлении.
Через 40 минут после начала эксперимента произошел обратный эффект, Т-образная трещина снова срослась, как будто ее и не было.
Затем, при усилении давления, трещина разрасталась в другом направлении, за чем изумленные ученые наблюдали в микроскоп.
"От паяных соединений в наших электронных устройствах до двигателей наших автомобилей и мостов, по которым мы ездим, эти конструкции часто выходят из строя непредсказуемо из-за циклических нагрузок, которые приводят к образованию трещин и последующему разрушению", — продолжил Бойс.
"Когда они выходят из строя, мы вынуждены нести расходы на замену, терять время, а в некоторых случаях даже получать травмы или погибать. Экономические последствия таких отказов измеряются сотнями миллиардов долларов в год для США."
Хотя о самовосстановлении еще многое неизвестно, ученые полагают, что определенную роль в этом мог сыграть процесс, известный как холодная сварка.
Это может происходить при усталости металла, позволяя оголенным металлам соединяться при контактном сжатии.
Их исследование появилось спустя 10 лет после того, как Майкл Демкович из Массачусетского технологического института выдвинул аналогичную теорию о самовосстановлении металлов.
Он выдвинул идею о том, что для самовосстановления металлов в нанотрещинах используются кристаллические дефекты, известные как "дисклинации".
В данном исследовании ученые также признали, что на различные кристаллические материалы с различной формой и текстурой зерен это может повлиять по-разному.
Испытания наноразмерной платины проводились в основном в условиях отсутствия кислорода, поэтому, по мнению исследователей, существует возможность дальнейшего изучения невакуумных условий.
Демкович высоко оценил результаты исследования и выразил свои надежды на будущее: "Я надеюсь, что это открытие побудит исследователей материалов задуматься о том, что при правильных обстоятельствах материалы могут делать то, чего мы никогда не ожидали".
