科学家们首次目睹金属碎片在没有任何人为干预的情况下破裂，然后重新融合在一起，颠覆了这一过程中的基本科学理论。如果能够利用这一新发现的现象，它可能会引发一场工程革命——在这场革命中，自我修复的发动机、桥梁和飞机可以逆转磨损造成的损坏，使它们更安全、更持久。

来自桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的研究小组在《自然》杂志上描述了他们的发现。

桑迪亚材料科学家布拉德·博伊斯表示：我们已经证实，金属具有其固有的、自然的自我修复能力，至少在纳米级疲劳损伤的情况下是这样。

疲劳损坏是机器磨损并最终损坏的一种方式。重复的应力或运动会导致微观裂纹的形成。随着时间的推移，这些裂缝会不断扩大并蔓延，直到断裂！

研究人员说：“从电子设备中的焊点到汽车发动机，再到我们行驶过的桥梁，这些结构经常会因循环载荷而出现不可预测的故障，从而导致裂纹萌生并最终断裂。当它们确实出现故障时，我们必须应对更换成本、时间损失，在某些情况下甚至是人员伤亡。”

尽管科学家们已经创造了一些自修复材料，主要是塑料，但自修复金属的概念在很大程度上一直是科幻小说的领域。

年，迈克尔·德姆科维奇开始对传统材料理论进行研究，他目前是德克萨斯农工大学正教授。他根据计算机模拟的结果发表了一项新理论，即在某些条件下，金属应该能够焊接封闭因磨损而形成的裂纹。

他的理论是正确的，这个发现是在集成纳米技术中心无意中发现的，该中心是由桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的能源部用户设施。

发现这一现象时，研究人员正在桑迪亚进行这项实验。他们只是想使用一种专门的电子显微镜技术来评估裂纹是如何在纳米级铂片上形成和扩散的，他们开发了一种每秒重复拉动金属末端次的技术。

令人惊讶的是，实验进行约40分钟后，损坏情况发生了逆转。裂缝的一端像原路返回一样重新融合在一起，没有留下先前受伤的痕迹。随着时间的推移，裂缝沿着不同的方向重新生长。

研究人员表示，这些发现的普遍适用程度可能会成为广泛研究的主题。我们展示了真空中纳米晶金属中发生的这种情况。但我们不知道空气中的传统金属是否也能诱导这种现象。

然而，尽管存在诸多未知因素，这一发现仍然是材料科学前沿的一次飞跃。

这项研究于7月19日发表在《自然》杂志上。

DOI：10./s---0