Un trozo de metal agrietado se curó a sí mismo en un experimento que dejó perplejos a los científicos Metal roto Clasifiquemos esto como ‘¡Esto no se supone que ocurra!’: Los científicos observaron cómo un metal se curaba a sí mismo, algo nunca antes visto. Si este proceso puede ser comprendido y controlado por completo, podríamos estar al comienzo de una nueva era de la ingeniería.
Un equipo de Sandia National Laboratories and Texas A&M University estaba probando la resistencia del metal utilizando una técnica especializada de microscopía electrónica de transmisión para estirar los extremos del metal 200 veces por segundo. Luego, observaron la autocuración a escalas ultra pequeñas en una pieza de platino de 40 nanómetros de grosor suspendida en un vacío.
Las grietas causadas por el tipo de tensión descrita anteriormente se conocen como daño por fatiga: estrés y movimiento repetidos que causan microfracturas, que eventualmente provocan la rotura de máquinas o estructuras. Sorprendentemente, después de unos 40 minutos de observación, la grieta en el platino comenzó a fusionarse y a repararse a sí misma antes de comenzar de nuevo en una dirección diferente.
“Ver esto en primera persona fue absolutamente impresionante”, dice el científico de materiales Brad Boyce de Sandia National Laboratories. “Definitivamente no lo estábamos buscando”.
“Lo que hemos confirmado es que los metales tienen su propia capacidad intrínseca y natural para curarse a sí mismos, al menos en el caso del daño por fatiga a nanoescala”.
Estas son condiciones exactas, y aún no sabemos exactamente cómo está sucediendo ni cómo podemos utilizarlo. Sin embargo, si consideramos los costos y esfuerzos necesarios para reparar desde puentes hasta motores y teléfonos, no se puede predecir cuánta diferencia podrían hacer los metales que se autocuran.
Y aunque la observación es sin precedentes, no es completamente inesperada. En 2013, el científico de materiales de la Universidad de Texas A&M, Michael Demkowicz, trabajó en un estudio que predecía que este tipo de autocuración de nanogrietas podría ocurrir, impulsada por los diminutos granos cristalinos dentro de los metales que esencialmente cambian sus límites en respuesta al estrés.
Demkowicz también trabajó en este último estudio, utilizando modelos informáticos actualizados para demostrar que sus teorías de hace una década sobre el comportamiento de autocuración del metal a nanoescala coincidían con lo que estaba ocurriendo aquí.
Que el proceso de curación automática ocurriera a temperatura ambiente es otro aspecto prometedor de la investigación. Por lo general, el metal requiere mucho calor para cambiar su forma, pero el experimento se realizó en un vacío; aún queda por verse si el mismo proceso ocurrirá en metales convencionales en un entorno típico.
Una posible explicación involucra un proceso conocido como soldadura en frío, que ocurre a temperaturas ambiente siempre que las superficies de metal se acercan lo suficiente como para que sus átomos respectivos se enreden juntos. Por lo general, capas delgadas de aire o contaminantes interfieren en el proceso; en entornos como el vacío del espacio, los metales puros pueden forzarse lo suficientemente cerca como para adherirse literalmente.
“Mi esperanza es que este hallazgo anime a los investigadores de materiales a considerar que, bajo las circunstancias adecuadas, los materiales pueden hacer cosas que nunca esperábamos”, dice Demkowicz.