科学家首次目睹金属自我修复过程

金属纳米级自我修复的艺术渲染图。绿色标记了裂缝形成的地方，然后又融合在一起。红色箭头表示意外触发该现象的拉力方向。图片来源：桑迪亚国家实验室科技日报北京7月19日电 （记者张佳欣）科学家们首次见证了金属碎片在没有人为干预的情况下破裂，然后重新融合在一起的自我修复过程。这一发现可能会引发工程革命，实现自我修复的发动机、桥梁和飞机等结构的制造，消除磨损造成的损害，使其变得更安全、更持久。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》杂志上详细描述了此项创新发现。研究团队观察到的是纳米级裂缝的自我修复过程，这些微小的裂缝对电子设备、车辆发动机、桥梁等结构的影响却十分重要。材料科学家布拉德·博伊斯表示，这些结构经常由于循环载荷而出现不可预测的故障，从而导致裂缝萌生并最终断裂。过去，自我修复金属的概念仅存在于科幻小说中。然而，2013年科学家提出了一种新理论，即在一定条件下，金属能够自我修复因磨损而形成的裂缝。桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的集成纳米技术中心证明了这一理论。研究团队开发了一种技术，每秒可重复拉动金属末端200次，并使用专门的电子显微镜评估裂缝在一块纳米级铂片上的形成和扩展。经过约40分钟的实验，损伤发生了逆转，裂缝的一端重新融合在一起，没有留下曾经受损的痕迹。随着时间的推移，裂缝又沿着不同的方向重新扩展。这一发现是材料科学前沿的一次重大飞跃，为未来金属材料的自我修复应用提供了可能性。尽管目前仍有很多未知之处，但科学家们将继续展开研究，探索在现实世界空气中的传统金属中诱导出同样的自我修复现象，为工程领域带来更多的创新和突破。