Bilim insanları, metalin beklenmedik bir halde kendi kendini güzelleştirebildiği fevkalâde bir keşfe imza attı. Bu şaşırtan sürecin anlaşılabilir ve denetim edilebilir hale gelmesi durumunda, mühendislik alanında yeni bir çağın kapıları aralanabilir.
Bilim insanları daha evvel hiç görülmemiş bir formda bir metalin kendi kendini güzelleştirdiğini gözlemledi.
Bu süreç tam olarak anlaşılabilir ve denetim edilebilirse, yesyeni bir mühendislik çağının başlangıcında olabiliriz.
Sandia Ulusal Laboratuvarları ve Texas A&M Üniversitesi’nden bir takım, metalin uçlarını her saniye 200 defa çekmek için özel bir transmisyon elektron mikroskobu tekniği kullanarak metalin esnekliğini test ediyordu.
Ardından, vakumda asılı duran 40 nanometre kalınlığındaki bir platin modülünde ultra küçük ölçeklerde kendi kendini uygunlaştırmayı gözlemlediler.
Yukarıda açıklanan cinste bir gerilmenin neden olduğu çatlaklar yorulma hasarı olarak bilinir:
Mikroskobik kırılmalara neden olan tekrarlanan gerilim ve hareket, sonunda makinelerin yahut yapıların kırılmasına neden olur. Şaşırtan bir formda, yaklaşık 40 dakikalık müşahededen sonra, platindeki çatlak tekrar birleşmeye ve farklı bir tarafta tekrar başlamadan evvel kendini onarmaya başladı.
Sandia Ulusal Laboratuarları’ndan gereç bilimci Brad Boyce, “Bunu birinci elden izlemek mutlaka çok etkileyiciydi” diyor. “Bunu katiyen beklemiyorduk.”
‘Doğruladığımız şey, metallerin, en azından nano ölçekte yorulma hasarı durumunda, kendi kendilerini güzelleştirmek için kendi içsel, doğal yeteneklerine sahip olduklarıdır.’
Bunlar kesin şartlar ve bunun nasıl gerçekleştiğini ya da nasıl kullanabileceğimizi şimdi tam olarak bilmiyoruz.
Ancak köprülerden motorlara ve telefonlara kadar her şeyi onarmak için gereken maliyet ve çabayı düşünürseniz, kendi kendini uygunlaştıran metallerin ne kadar fark yaratabileceğini bilemeyiz.
Bu müşahede daha evvel görülmemiş olsa da büsbütün beklenmedik de değil.
2013 yılında Texas A&M Üniversitesi materyal bilimcisi Michael Demkowicz, metallerin içindeki küçük kristal taneciklerin gerilime reaksiyon olarak sonlarını değiştirmesiyle bu çeşit bir nanokrack güzelleşmesinin gerçekleşebileceğini öngören bir çalışma üzerinde çalıştı.
Demkowicz, metalin nano ölçekte kendi kendini güzelleştirme davranışı hakkındaki on yıllık teorilerinin burada olanlarla eşleştiğini göstermek için güncellenmiş bilgisayar modellerini kullanarak bu son çalışmada da çalıştı.
Otomatik onarma sürecinin oda sıcaklığında gerçekleşmesi araştırmanın bir öteki umut verici tarafı.
Metalin formunu değiştirmesi için ekseriyetle çok fazla ısı gerekir, fakat deney vakumda gerçekleştirildi; birebir sürecin tipik bir ortamda klasik metallerde gerçekleşip gerçekleşmeyeceği şimdi aşikâr değil.
Olası bir açıklama, soğuk kaynak olarak bilinen ve metal yüzeyler, ilgili atomlarının birbirine karışması için gereğince yaklaştığında ortam sıcaklıkları altında meydana gelen bir süreci içerir.
Tipik olarak ince hava katmanları ya da kirleticiler bu süreci pürüzler; uzay boşluğu üzere ortamlarda ise saf metaller sözün tam manasıyla yapışacak kadar birbirine yaklaştırılabilir.
Demkowicz, “Umuyorum ki bu bulgu, gereç araştırmacılarını, yanlışsız şartlar altında materyallerin hiç beklemediğimiz şeyler yapabileceğini düşünmeye teşvik eder” diyor.
Araştırma Nature mecmuasında yayımlandı.