Peça de Metal Rachada se Recupera em Experimento que Surpreende Cientistas
Classifique isso como ‘Descobertas Imprevistas!’: Cientistas testemunharam um acontecimento extraordinário na área da metalurgia: uma substância metálica foi observada regenerando-se espontaneamente, um evento sem precedentes na história da ciência. Tal fenômeno, se for completamente entendido e manipulado, pode marcar o início de uma nova era revolucionária no campo da engenharia.
Em um estudo divulgado em julho, especialistas do Sandia National Laboratories e da Universidade Texas A&M empreenderam uma avaliação inovadora da resistência de um metal. Eles utilizaram um método distinto com um microscópio eletrônico de transmissão para esticar repetidamente as extremidades do metal a uma frequência de 200 vezes por segundo.
Em seguida, eles perceberam algo surpreendente: o metal começou a se auto-reparar em escalas incrivelmente pequenas. Isso foi observado em uma amostra de platina com apenas 40 nanômetros de espessura, situada em um ambiente de vácuo.
As rachaduras identificadas, provenientes do estresse mencionado anteriormente, são conhecidas como danos por fadiga. Esses danos resultam do efeito acumulativo do estresse contínuo e movimento, levando a fraturas microscópicas que eventualmente podem causar a falha de máquinas ou estruturas.
De maneira impressionante, após cerca de 40 minutos de observação, a fissura na platina começou a se fechar e a se curar, para depois surgir novamente em um trajeto diferente.
“Foi absolutamente fascinante presenciar esse fenômeno”, declarou Brad Boyce, cientista de materiais do Sandia National Laboratories, ao divulgar esses resultados.
“Nós não esperávamos por isso. Nossas descobertas indicam que os metais possuem uma capacidade natural e inerente de autocura, especialmente em relação a danos por fadiga em escala nanométrica.”
As condições para esse fenômeno são específicas, e os mecanismos exatos por trás dele ou suas aplicações práticas ainda não são totalmente compreendidos. No entanto, ao pensar nos recursos e esforços necessários para reparar desde pontes até motores e telefones celulares, o impacto de metais auto-regenerativos poderia ser significativo.
Embora esta descoberta seja sem precedentes, ela estava alinhada com previsões anteriores. Em 2013, Michael Demkowicz, um cientista de materiais da Universidade Texas A&M, participou de um estudo que previa a possibilidade dessa autocura de nanofissuras. A teoria sugerida era que pequenos grãos dentro dos metais poderiam ajustar seus limites sob estresse, facilitando essa cura.
Demkowicz também colaborou neste estudo recente, utilizando simulações computacionais atualizadas para demonstrar que sua hipótese anterior sobre a capacidade de autocura dos metais em escala nanométrica estava alinhada com as observações atuais.
Um aspecto notável desta descoberta é que a autocura ocorreu em temperatura ambiente. Normalmente, os metais necessitam de calor significativo para alterar sua estrutura, mas este experimento foi realizado em um vácuo, levantando a questão de se fenômenos semelhantes ocorreriam em metais comuns em condições normais.
Uma explicação potencial para isso é um fenômeno conhecido como soldagem a frio, que ocorre em temperaturas ambiente quando superfícies metálicas estão suficientemente próximas para que seus átomos se entrelacem.
Normalmente, camadas finas de ar ou impurezas impedem esse processo; no entanto, em ambientes como o vácuo do espaço, metais puros podem ser pressionados suficientemente próximos para se unirem espontaneamente.
Demkowicz expressou otimismo de que essa descoberta incentivaria pesquisadores de materiais a considerar a possibilidade de materiais exibirem comportamentos inesperados sob certas condições. [Science Alert]
