来自桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的一组科学家最近首次目睹了一个惊人的现象:金属碎片在没有任何人为干预的情况下破裂，然后融合在一起。
如果这种惊人的现象能够被利用，它可能会引发一场工程革命，在这场革命中，自我修复的桥梁、发动机或飞机可能会逆转由磨损造成的损害，从而变得更安全、更持久。
材料科学家布拉德·博伊斯(BradBoyce)说:“亲眼看到这一点绝对令人震惊。桑迪亚。“我们已经确认的是，金属有自己内在的、自然的能力至少在纳米级的疲劳损伤情况下，可以自我修复。”
小骨折，大问题疲劳损伤是机器磨损和最终损坏的主要方式之一。由于反复的应力或运动，微小的裂缝会随着时间的推移而出现和增长。最终导致设备完全失效。
在目前的研究中，研究人员发现消失的裂缝是一种微小的(以纳米为单位)，但却是相应的裂缝。
博伊斯解释说:“从电子设备的焊点到汽车发动机，再到我们开车经过的桥梁，这些结构经常由于循环载荷而不可预测地失效，从而导致裂纹萌生并最终断裂。”“当它们发生故障时，我们必须应对更换成本、时间损失，在某些情况下，甚至还会造成人员伤亡。这些失败的经济影响是用每年为美国带来数千亿美元的损失。”
意想不到的可能性据博伊斯说，尽管科学家们已经创造出了一些自我修复的材料(主要是塑料)，但一种自我修复的金属直到最近才被认为是不可能的。“金属的裂缝只会越来越大，而不是越来越小。甚至我们用来描述裂缝生长的一些基本方程也排除了这种愈合过程的可能性，”他说。
然而，自愈金属的可能性在年由MichaelDemkowicz领导的一项研究中已经被理论化，MichaelDemkowicz当时是麻省理工学院(MIT)材料科学与工程助理教授，目前是德克萨斯AM大学的正教授。基于计算机模拟，Demkowicz认为，在某些特定条件下，金属应该能够焊接关闭由磨损形成的裂纹。
明确的证据现在，桑迪亚大学的专家无意中为这一假设找到了明确的证据，他们使用一种专门的电子显微镜技术来评估裂缝是如何在纳米级铂片上形成和扩散的，这种技术可以每秒重复拉伸金属的两端次。
令人惊讶的是，大约40分钟后，一个地方的损伤突然发生了逆转，裂缝的一端重新融合在一起，就像在走原路一样，没有留下之前损伤的痕迹。之后，裂缝开始沿着不同的方向重新生长。
需要进一步的研究来评估这种自我修复过程是否可以成为制造业的实用工具。“这些发现的推广程度可能会成为广泛研究的主题。我们展示了这种情况发生在真空中的纳米晶金属中。但我们不知道这是否也会在空气中的传统金属中引起，”博伊斯说。
Demkowicz总结道:“我希望这一发现将鼓励材料研究人员考虑到，在适当的情况下，材料可以做我们从未预料到的事情。”这项研究发表在《自然》杂志上。
更多关于自我修复的金属自愈金属是材料科学领域中一个令人兴奋的研究领域。该术语指的是在受损或退化后具有自愈能力的金属。这一过程通常涉及对裂纹或裂纹等损伤的自主修复可能危及金属结构完整性的腐蚀。为了制造自我修复的金属，科学家们通常会引入一种能做出反应的机制损害的开始。有几种广泛的方法可以做到这一点:
微型胶囊
填充了愈合剂的小胶囊分散在整个金属中。当裂缝或损伤发生时，它会打破这些胶囊，释放出愈合剂。然后，它可以与金属或另一种物质反应，“治愈”裂缝，防止裂缝进一步扩散。
内在的自我修复
某些合金具有内在的自我修复能力，因为它们可以形成氧化层，保护底层金属免受进一步腐蚀。这种方法可以通过合金元素、热处理或仔细控制材料微观结构来促进有益的相变或其他自愈过程来促进。
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