Due campioni di rame e platino sottoposti a rottura si sono ricomposti dopo circa 40 minuti
- Due campioni nanometrici di rame e platino sono stati sottoposti a sollecitazioni che hanno determinato la formazione di una crepa
- Dopo 40 minuti la rottura nei metalli si è ricomposta
- La spiegazione di questa autoriparazione risiede in un processo chiamato “saldatura a freddo”
- L’esperimento è stato condotto su campioni di dimensioni estremamente piccole e in condizioni di vuoto
- Non è dato sapere se la stessa proprietà è presente su campioni più grandi e in normali condizioni atmosferiche
Per la prima volta gli scienziati hanno individuato un processo di “autoriparazione” di un metallo dopo la rottura. Una scoperta che potrebbe aprire la strada alla creazione di strutture e robot in grado di ripararsi da soli in caso di danni.
La scoperta
Al momento il fenomeno è stato riscontrato solo su alcuni metalli e su scale notevolmente piccole. «I metalli autorigeneranti potrebbero essere utili in una vasta gamma di applicazioni, dalle ali degli aeroplani alle sospensioni automobilistiche» ha affermato Brad Boyce, autore principale dello studio e ricercatore presso il Sandia National Laboratories di Albuquerque, nel New Mexico.
I metalli subiscono danni a causa di stress e movimenti ripetuti. Si creano così reti crescenti di crepe che possono portare a guasti catastrofici di motori a reazione, ponti e altre strutture vitali. La scoperta è stata fatta per caso su pezzi di platino e rame di dimensioni nanometriche.
Già nel 2013 un team di ricercatori aveva utilizzato dei modelli computerizzati per dimostrare che anche i metalli possono autoripararsi, ma non avendo avuto modo di studiarli alle minuscole scale necessarie, non avevano avuto alcuna conferma nella realtà.
La saldatura a freddo
Nel nuovo studio pubblicato sulla rivista “Nature” gli scienziati hanno sottoposto metalli di dimensioni nanometriche a ripetute sollecitazioni, utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione. Il dispositivo ha applicato una forza estremamente piccola, equivalente al calpestio della zampa di una zanzara, sotto forma di 200 minuscoli colpi ogni secondo sui metalli. In due tipi di materiali, rame e platino, sono apparse crepe che si sono accresciute. Ma dopo circa 40 minuti, i metalli si sono fusi di nuovo insieme, senza lasciare traccia delle lacerazioni. Secondo Boyce, la spiegazione di questa miracolosa autoriparazione risiede in un processo chiamato “saldatura a freddo“.
I dubbi da risolvere
Questo processo non sembra avvenire sempre, ma solo nei casi in cui le condizioni locali inducono il contatto del fianco della fessura. Quanto siano migliorabili le nuove osservazioni dei ricercatori rimane sconosciuto. In primo luogo, per osservare i processi di saldatura a freddo, gli scienziati hanno isolato i metalli all’interno di un vuoto in modo che nessun atomo atmosferico interferisse con l’apparecchiatura. Questo significa che non sanno ancora se il processo funzioni solo nel vuoto oppure anche in normali condizioni atmosferiche. Inoltre è sconosciuta la gamma di possibili metalli che abbiano la proprietà di autoriproduzione, poiché riscontrata solo su rame e platino.
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C’è poi anche il problema delle dimensioni, poiché i metalli utilizzati erano minuscoli e non è dato sapere se le stesse proprietà si manifestino anche con pezzi di maggiori dimensioni. Tuttavia gli scienziati sono cautamente ottimisti sul fatto che la loro scoperta potrebbe portare a cambiamenti fondamentali nel modo in cui costruiamo e progettiamo strutture metalliche destinate a durare nel tempo e potrebbe avere applicazioni per i voli spaziali dove sono assenti le particelle atmosferiche.
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- https://www.livescience.com/physics-mathematics/scientists-observe-metal-repairing-itself-for-the-first-time-could-terminator-robots-be-on-the-horizon
- https://www.vice.com/en/article/7kx444/scientists-discover-astonishing-self-healing-metals-in-breakthrough
- https://thedebrief.org/metals-magically-repair-themselves-in-breakthrough-discovery-that-could-bring-about-an-engineering-revolution/
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