Metal que se agrieta y luego se repara sin ayuda humana. Suena a ciencia ficción, pero los científicos realmente lo han visto. El descubrimiento podría revolucionar si los puentes, aviones y motores pueden repararse solos en el futuro.
Este descubrimiento también anula las teorías científicas fundamentales, porque los científicos han creído durante mucho tiempo que las grietas en el metal no se pueden revertir.
«Fue absolutamente asombroso verlo con mis propios ojos», dice el científico de materiales Brad Boyce de Sandia National Laboratories. su página web. El equipo de investigación de Sandia National Laboratories y Texas A&M University detalló sus hallazgos el miércoles en la revista científica. Naturaleza.
Su descubrimiento confirma que los metales puros tienen la capacidad de repararse a sí mismos.
Los metales puros son metales que no se han mezclado con otros metales, como el aluminio, el cobre y el plomo. Boyce enfatiza que solo han visto esto en una escala muy pequeña, pero la «fatiga del metal» también comienza pequeña. Por lo tanto, el descubrimiento puede tener un gran efecto positivo en la industria de la construcción.
¿Una solución a la ‘fatiga del metal’?
Las máquinas o la infraestructura, como los puentes, se desgastan: con el tiempo se rompen debido a que la tensión repetida o el movimiento continuo provocan grietas microscópicas.
Estas grietas se hacen cada vez más grandes, hasta que de repente hacen que se rompa todo el dispositivo o toda la estructura. Esto se aplica a las uniones de soldadura en dispositivos electrónicos para motores de automóviles y puentes. «Estas estructuras a menudo fallan de manera impredecible», dice Boyce.
Esto puede conducir a situaciones peligrosas y la recuperación suele costar mucho dinero y tiempo. Según Boyce, el impacto económico en Estados Unidos asciende a cientos de miles de millones de dólares al año.
Los científicos han fabricado materiales de autorreparación varias veces, pero en su mayoría eran plásticos.
Que el metal también pudiera curarse a sí mismo fue principalmente algo que apareció en la ciencia ficción, no en la literatura científica. «Solo se esperaba que las grietas en los metales se hicieran más grandes, nunca más pequeñas».
El primer científico en afirmar lo contrario
Sin embargo, hay un científico que ya sentó las bases para el descubrimiento actual en 2013. Michael Demkowicz basó su teoría en simulaciones por computadora. Mostró que el metal, bajo ciertas condiciones, debería poder cerrar las grietas causadas por el desgaste.
Los investigadores de Sandia National Laboratories y Texas A&M University sin darse cuenta proporcionaron evidencia para la teoría de Demkowicz. Boyce y sus colegas no investigaron en absoluto la teoría de Demkowicz.
Solo querían saber cómo se forman y propagan las grietas a escala nanométrica en una pieza de platino. Se asombraron al ver, después de unos cuarenta minutos, que el extremo de una grieta continuaba ‘derretiéndose’ hasta que la grieta había desaparecido por completo. Con el tiempo, la grieta volvió a crecer en una dirección diferente.
Es un descubrimiento revolucionario, pero queda por ver cuánto efecto tendrá en la práctica.
El puente de autocuración sigue siendo un puente demasiado lejano
El descubrimiento podría presagiar el comienzo de una revolución tecnológica en la que los motores, los aviones y los puentes se vuelvan más seguros y duren más gracias al desgaste auto reparable. Pero se necesita mucha más investigación antes de que eso suceda.
Por ejemplo, Boyce destaca que su investigación se llevó a cabo con «metales nanocristalinos en el vacío». La pregunta es si otros metales pueden hacer lo mismo. Especialmente si también están expuestos al aire. Quizá los puentes que se autorreparan seguirán siendo ciencia ficción después de todo.
Demkowicz espera que el descubrimiento conduzca a más investigaciones. Y que hace que los científicos se den cuenta de que los materiales (en las condiciones adecuadas) «pueden hacer cosas que nunca esperábamos».