Metal trincado consertou a si mesmo em experimento que deixou cientistas boquiabertos
Registre isso como “Isso não deveria acontecer!”: Cientistas observaram um metal se curando, algo nunca antes visto. Se esse processo puder ser totalmente compreendido e controlado, poderemos estar no início de uma nova era na engenharia.
Uma equipe do Sandia National Laboratories e da Universidade Texas A&M estava testando a resistência do metal, utilizando uma técnica especializada de microscopia eletrônica de transmissão para puxar as extremidades do metal 200 vezes por segundo. Eles então observaram a autocura em escalas ultra pequenas em uma peça de platina com 40 nanômetros de espessura suspensa em um vácuo.
Fendas causadas pelo tipo de tensão descrita acima são conhecidas como danos por fadiga: estresse e movimento repetidos que causam rupturas microscópicas, eventualmente levando à quebra de máquinas ou estruturas. Surpreendentemente, após cerca de 40 minutos de observação, a fenda na platina começou a se fundir novamente e a se curar antes de começar em uma direção diferente.
“Isso foi absolutamente impressionante de se ver em primeira mão”, diz o cientista de materiais Brad Boyce, do Sandia National Laboratories. “Certamente não estávamos procurando por isso.”
“O que confirmamos é que os metais têm sua própria capacidade intrínseca e natural de se curar, pelo menos no caso de danos por fadiga em nanoescala.”
Essas são condições exatas, e ainda não sabemos exatamente como isso está acontecendo ou como podemos usá-lo. No entanto, se pensarmos nos custos e esforços necessários para reparar desde pontes até motores e telefones, não há como saber o quanto os metais autorreparadores podem fazer a diferença.
E embora a observação seja sem precedentes, ela não é totalmente inesperada. Em 2013, o cientista de materiais Michael Demkowicz, da Universidade Texas A&M, trabalhou em um estudo prevendo que essa autocura em nano rachaduras poderia acontecer, impulsionada pelos pequenos grãos cristalinos dentro dos metais, essencialmente mudando suas fronteiras em resposta ao estresse.
Demkowicz também trabalhou neste último estudo, utilizando modelos computacionais atualizados para demonstrar que suas teorias de uma década atrás sobre o comportamento autorreparador do metal em nanoescala coincidiam com o que estava acontecendo aqui.
O fato de o processo de reparo automático ocorrer em temperatura ambiente é outro aspecto promissor da pesquisa. Normalmente, os metais exigem muito calor para mudar de forma, mas o experimento foi realizado em um vácuo; resta saber se o mesmo processo ocorrerá em metais convencionais em um ambiente típico.
Uma possível explicação envolve um processo conhecido como soldagem a frio, que ocorre em temperaturas ambientes sempre que as superfícies de metal se aproximam o suficiente para que seus átomos se entrelacem. Tipicamente, camadas finas de ar ou contaminantes interferem no processo; em ambientes como o vácuo do espaço, metais puros podem ser forçados a se aproximarem o suficiente para se aderirem literalmente.
“Minha esperança é que essa descoberta incentive pesquisadores de materiais a considerarem que, sob as circunstâncias certas, os materiais podem fazer coisas que nunca esperávamos”, diz Demkowicz. [ScienceAlert]
