'Bunun olması imkansız!' diyeceğiniz türden bir gelişme yaşandı. 2023 yılında yayımlanan bir deneyde, bilim insanları hasar görmüş bir metal parçasının kendi kendini onardığını gözlemledi. Onarım yalnızca nano ölçekte gerçekleşmiş olsa da, sürecin arkasındaki fiziği anlamak, mühendislikte yepyeni bir çağ başlatabilir.
Bir araştırma ekibi, vakumda asılı duran küçük bir platin parçasının direncini test ediyordu. Bu test sırasında, metalin uçlarını saniyede 200 kez çekiştirmek için özel bir elektron mikroskobu tekniği kullandılar.
Ardından, 40 nanometre kalınlığındaki metal levhada ultra küçük ölçekte kendi kendine iyileşme sürecini gözlemlediler.
Bu tür gerilmenin neden olduğu çatlaklar, yorulma hasarı olarak bilinir: Tekrarlanan stres ve hareket, mikroskobik kırıklara yol açar ve bu da zamanla makinelerin veya yapıların bozulmasına neden olur.
Hayret verici bir şekilde, yaklaşık 40 dakika süren gözlemden sonra, platindeki çatlak yeniden birleşmeye ve kendini onarmaya başladı, ardından farklı bir yönde tekrar başladı.
Araştırmacılar, sonuçlar açıklandığında, "Bunu canlı izlemek kesinlikle büyüleyiciydi" dedi. "Kesinlikle bunu aramıyorduk. Doğruladığımız şey, metallerin, en azından nano ölçekte yorulma hasarı durumunda, kendi içsel, doğal bir kendini onarma yeteneğine sahip olduğudur."
Bunlar çok özel koşullar ve bunun tam olarak nasıl gerçekleştiğini veya nasıl kullanabileceğimizi henüz bilmiyoruz. Ancak, köprülerden motorlara, telefonlara kadar her şeyi onarmak için gereken maliyet ve çabayı düşündüğünüzde, kendi kendini onaran metallerin ne kadar fark yaratabileceğini tahmin edemeyiz.
Yapılan bu gözlem emsalsiz olsa da, tamamen beklenmedik değildi. Yıllar önce, bir malzeme bilimci, bu tür nano çatlak iyileşmesinin, metallerin içindeki küçük kristal tanelerin gerilmeye yanıt olarak sınırlarını değiştirmesiyle gerçekleşebileceğini öngören bir çalışma yapmıştı.
Aynı bilim insanı, güncellenmiş bilgisayar modelleri kullanarak, nano ölçekteki metalin kendi kendini onarma davranışı hakkındaki on yıllık teorilerinin, gözlemledikleriyle eşleştiğini gösteren bu çalışmada da yer aldı.
Otomatik onarım sürecinin oda sıcaklığında gerçekleşmesi, araştırmanın bir diğer umut verici yönü. Metal genellikle şeklini değiştirmek için çok fazla ısı gerektirir, ancak deney bir vakumda gerçekleştirildi; aynı sürecin geleneksel metallerde tipik bir ortamda gerçekleşip gerçekleşmeyeceği henüz belirsiz.
Olası bir açıklama, soğuk kaynak olarak bilinen bir süreci içeriyor. Bu süreç, metal yüzeyleri, atomlarının birbirine dolanacak kadar yakınlaştığında ortam sıcaklığında gerçekleşir.
Tipik olarak, ince hava veya kirletici tabakalar bu süreci engeller; uzayın vakumu gibi ortamlarda, saf metaller kelimenin tam anlamıyla birbirine yapışacak kadar yakınlaşmaya zorlanabilir.
Araştırmacılar, "Umarım bu bulgu, malzeme araştırmacılarını, doğru koşullar altında malzemelerin asla beklemediğimiz şeyler yapabileceği fikrini düşünmeye teşvik eder" dedi.
Araştırma, Nature dergisinde yayınlandı.
