打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
科学家首次目睹金属自我修复过程,这是现实中的终结者吗?或将带来一场工程革命
userphoto

2023.07.20 山东

关注

2023年7月19日,美国桑迪亚国家实验室和得克萨斯农工大学的研究团队,在《自然》杂志上发表了一篇论文。该论文展示了了一项具有重大意义的科研成果。科学家们首次目睹了一块金属碎片在破裂后,在没有进行任何人为干预的情况下重新融合在一起。这一情节原本只出现在科幻电影中,没想到现在成为了现实。

值得注意的是,这次研究团队观察到的消失的裂缝是纳米级别的,虽然微小但具有重要意义。如果这一新发现的现象能够在现实生活中得到应用,它可能会引发一场工程革命。从电子设备中的焊点到车辆的发动机,再到桥梁等结构,经常会出现裂缝并最终断裂。而利用这种材料进行修复的发动机、桥梁和飞机,可以消除磨损造成的损害,使其变得更加安全、更加持久。

在科幻电影《终结者2》中,由液体金属打造的机器人T1000,因其可任意改变形状,而且中弹后还能自我修复,给人们留下了深刻印象。然而,在2019年智能机器人与系统国际会议上,东京大学JSK实验室展示了一个机器人腿原型,其肌腱“保险丝”由可修复骨折的金属制成,通过自动熔化并转化成单一部分,来电影就要变为现实了。

据悉,这种合金的熔点很低,只有50℃,它周围模块由磁铁、弹簧连接两部分组成。螺栓断后,磁铁、弹簧分开,但会重新连接螺栓两半。内部加热器工作,螺栓两半液化后再次融化在一起,约半小时内愈合肌腱,但这一项技术,现在还未成熟。

有人称,特殊情况下的行为,不是具有普遍意义。这是分子原子的扩散运动,中学就学过!有网友表示,这是现实中的终结者吗?如果这是真的,会让售后很难受啊!比如汽车4S店,以后怎么还能靠售后挣钱呢?

金属,是人类文明的重要支柱,也是工业和科技的基础材料。但是,金属也有其脆弱的一面,它们会因为磨损、腐蚀、疲劳等原因而产生裂缝和断裂,从而影响其性能和寿命。如果金属能够像生物组织一样,具有自我修复的能力,那么它们将会变得更加坚固和耐用。这样的想法曾经只存在于科幻小说中,但是现在,它已经成为了科学的现实。科学家们首次目睹了金属碎片在没有任何人为干预的情况下破裂,然后又重新融合在一起的过程

根据《自然》杂志上的一篇论文,美国桑迪亚国家实验室和得克萨斯农工大学的研究团队,在一个特殊的电子显微镜下,观察了一块纳米级的铂片在受到循环拉力的作用下发生的变化。

他们发现,在经过大约40分钟的实验后,铂片上出现了一个微小的裂缝,但是令人惊讶的是,这个裂缝并没有继续扩展,而是在不到一秒钟的时间内就消失了。原来,裂缝的两端重新融合在一起,恢复了原来的完整性。这种现象被称为“纳米级自我修复”,是科学家们首次在实验中观察到的。

科学家们通过计算机模拟和理论分析,揭示了金属自我修复过程背后的物理机制。他们发现,在纳米尺度下,金属晶体中存在着一种特殊的晶格缺陷,称为位错。位错可以在晶体中移动和交互,从而影响金属的塑性和强度。当金属受到拉力时,位错会聚集在表面形成一个位错堆垛区域。当位错堆垛区域达到临界值时,表面就会出现裂缝。但是,在真空环境下,由于表面张力和电子重构等因素,裂缝两端会形成一个高曲率区域。这个区域会吸引更多的位错进入,并促进两端之间的原子扩散和重组。最终,裂缝就会被愈合掉。

科学家们认为,他们的发现不仅揭示了金属材料在纳米尺度下的新奇行为,也为开发具有自我修复能力的金属材料提供了新的思路和方法。未来,自我修复金属技术将在汽车、建筑、航空航天、电子设备等众多领域发挥重要的作用,为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。当然,要实现这一目标,还需要克服很多技术和工程上的难题,比如如何在常压常温的空气环境中诱导出金属自我修复现象,如何控制金属的微观结构和性能,如何评估金属的可靠性和耐久性等。

总之,科学家首次目睹了金属自我修复过程,这是一项具有里程碑意义的研究成果,也是一场可能带来工程革命的科学探索。我们要赞扬这些勇于创新和突破的科学家们,也要期待他们的进一步研究和应用。我们要相信,科学的力量是无穷的,它可以让我们的世界变得更加美好。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
金属碎片可以自我修复?科学家们首次见证这一奇迹
材料界的“破镜亦重圆”!科学家首次目睹金属自我修复过程
科学家研发变形液态金属 终结者机器人或成真
科学家首创自愈合塑料 似终结者液态机器人
现实版终结者来袭!中国首创液态金属机器人,随意变形不是幻想!
表现强势!中国科学家2天发表4篇CNS文章
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服