فلز شگفت انگیز که مثل پوست ترمیم می گردد! - وبلاگ فرافایلی

به گزارش وبلاگ فرافایلی، ایسنا نوشت: پژوهشگران در کمال تعجب برای اولین بار نظاره گر قابلیت خودترمیمی در یک قطعه فلز شده اند که مانند پوست انسان قادر است خود را التیام بخشد.

مدت ها تصور می شد که وقتی یک سازه فلزی مانند پل یا یک موتور دچار ترک می گردد، وضعش با گذشت زمان بدتر می گردد. اما بر اساس آنچه پژوهشگران به تازگی در یک قطعه کوچک پلاتین مشاهده نموده اند، می تواند لزوما اینطور نباشد.

از سرامیک ها گرفته تا پوشش های خودرو و بتن و حتی پلاستیک های زیستی با الهام از دندان های ماهی مرکب، جامعه علمی همیشه مشغول ابداع و ایجاد موادی بوده است که بتوانند پس از آسیب، در خاصیتی که به عنوان خوددرمانی شناخته می گردد، خود را ترمیم نمایند.

اما وقتی صحبت از فلزات به میان می آید، خود ترمیمی ناشی از شکستگی های کوچک که بر اثر گذر زمان رخ می دهد و به عنوان آسیب فرسودگی شناخته می گردد، مبهم به جای مانده است.

برد بویس، دانشمند آزمایشگاه ملی ساندیا می گوید: حتی بعضی از معادلات اساسی که برای توصیف رشد ترک استفاده می کنیم، امکان چنین فرآیندهای بهبودی را از بین می برند.

به همین علت است که بویس و همکارانش از دانشگاه A&M تگزاس وقتی دیدند یک قطعه پلاتین در مقیاس نانو پس از شکسته شدن خود را ترمیم می نماید، شگفت زده شدند.

این تیم در کوشش بود تا با استفاده از تکنیک میکروسکوپ الکترونی و کشیدن این قطعه پلاتین به میزان 200 بار در ثانیه، چگونگی ایجاد شکاف و ترک در فلز را آنالیز کند. در حالی که این کار منجر به ایجاد ترک در پلاتین شد، حدود 40 دقیقه پس از آزمایش، اتفاق غیر منتظره ای رخ داد.

پژوهشگران مشاهده کردند که بخش کوچکی از این آسیب بدون هیچ گونه مداخله ای از سوی آنها، تقریباً به همان روشی که پوست انسان پس از بریدگی بهبود می یابد، دوباره به هم متصل شد.

بویس که نویسنده اصلی مقاله ای است که این یافته را توصیف می نماید، می گوید: تماشای این اتفاق کاملاً خیره نماینده بود. چیزی که ما تایید می کنیم این است که فلزات توانایی ذاتی و طبیعی خود را حداقل در خصوص آسیب فرسودگی در مقیاس نانو برای التیام خود دارند.

این یافته پژوهشگران را بر آن داشته تا به این باور برسند که اگر مکانیسم پشت این ترمیم خود به خودی قابل درک و مهار باشد، می تواند تحولی اساسی برای مهندسانی رقم بزند که شکستگی ها و ترک های ناشی از فشار و سایش و فرسودگی و پارگی در سازه های فلزی فکر شان را در هنگام طراحی مشغول می نماید.

البته پژوهشگران بعلاوه به این نکته اشاره می نمایند که نه تنها هنوز کاملاً درک ننموده اند که چگونه پلاتین خود را ترمیم نموده، بلکه کشف آن ها در مقیاس نانو در محیط خلاء اجرا شده است. بنابراین نمی توان گفت که این یافته ها به ساختارهای مقیاس بزرگ تر در دنیای واقعی قابل تعمیم هستند یا خیر.

بویس می گوید: قابلیت تعمیم این یافته ها احتمالاً موضوع تحقیقات گسترده ای خواهد بود.

مایکل دمکوویچ استاد دانشگاه A&M تگزاس که پتانسیل خود ترمیمی فلزات را در سال 2013 نظریه پردازی کرد، می گوید: امیدوارم این یافته، پژوهشگران مواد را تشویق کند که در نظر بگیرند که مواد در شرایط مناسب می توانند کارهایی را انجام دهند که هرگز انتظارش را نداشته ایم.

5858