科学家发现金属裂纹可自动修复

欧飒

美国科学家发现，铂和铜出现金属疲劳裂纹后会自动愈合，这对传统理论提出挑战，也为开发抗金属疲劳材料带来启示。相关研究报告19日发表于《自然》杂志。

美国桑迪亚国家实验室研究人员在一次实验中惊奇地发现金属疲劳裂纹可自动愈合的现象。实验室材料专家布拉德·博伊斯说，人们以前认为金属疲劳产生的裂纹只会越来越大，而不会变小。

他们本来是要研究一块纳米级铂会如何产生裂纹以及裂纹如何扩大。他们用特殊技术以每秒次的频率拉拽这块金属的两头。意外的是，最初金属出现裂纹，接着裂纹扩大，但是实验进行到40分钟时，裂纹开始愈合，直到最终消失。

据路透社报道，研究人员用铜做实验，也发现了金属裂纹自动愈合现象。

他们将这一发现告诉得克萨斯农业与机械大学材料学家迈克尔·德姆科维奇。后者十年前曾借助计算机模拟技术预言金属疲劳裂纹可自我愈合。

德姆科维奇用计算机模型重复了桑迪亚国家实验室研究人员的实验过程，得到的实验结果与他十年前的预言吻合。

科学家先前开发出一些有自我愈合功能的材料，不过大部分材料的材质是塑料。金属自我愈合的应用先前只出现在一些科幻作品中。

博伊斯说，虽然只在铂和铜上发现了金属裂纹自动愈合现象，但是计算机模拟实验显示，其他金属也可能发生同样情况，钢等合金的裂纹也“完全有可能”自动愈合。新发现或有助于开发抗金属疲劳材料。

金属疲劳指金属受到持续压力或在反复运动后受损，并随着时间延续受损情况更加严重直至损坏的现象。金属疲劳可能导致飞机上的重要零部件损坏，甚至酿成空难。桥梁等结构的金属部件也可能出现金属疲劳，导致桥梁损坏甚至垮塌。

此次实验在真空环境中开展。博伊斯说，研究人员面临的主要疑问之一是，如果不是在真空中，而是在空气中，是否还能出现金属裂纹自动愈合现象。

不过，他说，即便只有在真空环境中才能有这种现象，这一发现也有意义，或有助于开发更加耐用安全的航天器材料或防止物体表层下接触不到空气的金属材料出现裂纹。（完）（新华社专特稿）