قد تبدو فكرة الروبوتات القاتلة غير القابلة للتدمير وكأنها شيء مباشر من فيلم Terminator.
لكنها يمكن أن تصبح حقيقة واقعة قريبًا ، حيث شهد العلماء لتوهم تعافي المعدن من تلقاء نفسه لأول مرة ، دون أي تدخل بشري.
قامت دراسة مقرها الولايات المتحدة بقلب كل ما اعتقدنا أننا نعرفه عن المعادن من خلال الكشف عن أن التشققات الناتجة عن التآكل يمكن أن تصلح نفسها في ظل ظروف معينة.
إنه اكتشاف لديه القدرة على إحداث ثورة في الهندسة ، مع احتمال ظهور المحركات والطائرات وحتى الروبوتات في الأفق.
قال براد بويس ، العالم في مختبرات سانديا الوطنية الذي قاد الدراسة مع جامعة تكساس إيه آند إم: “كان هذا مذهلاً للغاية لمشاهدته عن كثب”.
قد تبدو فكرة الروبوتات القاتلة غير القابلة للتدمير وكأنها شيء مأخوذ مباشرة من فيلم Terminator
أمضى العلماء 40 دقيقة في التجربة عندما انعكس الضرر عندما اندمج صدع ‘t-junction’ معًا مرة أخرى كما لو لم يكن موجودًا في المقام الأول
“ما أكدناه هو أن المعادن لها قدرتها الذاتية والطبيعية على شفاء نفسها ، على الأقل في حالة تلف التعب على المستوى النانوي.”
تخضع المعادن المستخدمة حاليًا لبناء البنية التحتية الحيوية مثل الجسور والطائرات للكثير من الإجهاد المتكرر والحركة التي تسبب تشققات مجهرية مع مرور الوقت.
في حين أن هذا التلف الناتج عن الإجهاد يؤدي عادةً إلى كسر الآلات ، فقد شهد السيد بويس وفريقه أن الكسر بحجم النانو يتقلص بمقدار 18 نانومتر.
كان هذا اكتشافًا غير متوقع تمامًا حيث كان العلماء يهدفون فقط إلى تقييم كيفية انتشار الشقوق عبر قطعة من البلاتين بسمك 40 نانومتر عند الضغط عليها.
لقد مروا 40 دقيقة من التجربة عندما انعكس الضرر ، حيث اندمج صدع ‘t-junction’ معًا مرة أخرى كما لو لم يكن موجودًا في المقام الأول.
بعد ذلك ، مع تطبيق المزيد من الضغط ، عاد الكراك إلى اتجاه مختلف ، حيث شاهد العلماء المذهولون من خلال المجهر.
تابع السيد بويس قائلاً: “من مفاصل اللحام في أجهزتنا الإلكترونية إلى محركات سيارتنا إلى الجسور التي نقود فوقها ، غالبًا ما تفشل هذه الهياكل بشكل غير متوقع بسبب التحميل الدوري الذي يؤدي إلى بدء الشقوق والكسر في نهاية المطاف”.
عندما يفشلون ، يتعين علينا تحمل تكاليف الاستبدال والوقت الضائع ، وفي بعض الحالات ، حتى الإصابات أو الخسائر في الأرواح. يقاس التأثير الاقتصادي لهذه الإخفاقات بمئات المليارات من الدولارات كل عام للولايات المتحدة
كلما تم تطبيق المزيد من الضغط ، عاد الكراك إلى اتجاه مختلف ، كما لاحظ العلماء المذهولون من خلال مجهر (في الصورة)
لم يكن من المتوقع على الإطلاق أن تزداد الشقوق في المعادن ، وليس أصغر. حتى أن بعض المعادلات الأساسية التي نستخدمها لوصف نمو التشققات تحول دون إمكانية عمليات الشفاء هذه.
بينما لا يزال الكثير غير معروف عن الشفاء الذاتي ، يعتقد العلماء أن عملية تعرف باسم اللحام البارد ربما لعبت دورًا.
يمكن أن يحدث هذا عند طرف التعب المعدني ، مما يسمح للمعادن العارية بالانضمام عند ضغطها تحت التلامس.
تأتي دراستهم بعد 10 سنوات من طرح مايكل ديمكوفيتش ، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، نظرية مماثلة حول معادن الشفاء الذاتي.
روج لفكرة أن التشققات النانوية تعتمد على توليد عيوب بلورية تُعرف باسم “الانحرافات” للشفاء داخل المعادن.
في هذه الدراسة ، أقر الباحثون أيضًا أن المواد البلورية المختلفة ذات الأشكال والقوام الحبيبي المختلفة يمكن أن تتأثر بهذا بطرق مختلفة.
تم اختبار البلاتين بحجم النانو بشكل أساسي في ظروف خالية من الأكسجين ، لذلك يعتقدون أن هناك فرصة لاستكشاف الظروف غير الفراغية بشكل أكبر.
وتابع السيد بويس: “من المرجح أن يصبح مدى قابلية هذه النتائج للتعميم موضوع بحث مكثف.
نظهر هذا يحدث في المعادن النانوية في الفراغ. لكننا لا نعرف ما إذا كان يمكن حدوث ذلك أيضًا في المعادن التقليدية في الهواء.
بعد عشر سنوات من دراسته الخاصة ، أشاد ديمكوفيتش بهذا البحث الأخير وأعرب عن آماله في المستقبل.
قال: “آمل أن تشجع هذه النتيجة الباحثين في المواد على اعتبار أنه في ظل الظروف المناسبة ، يمكن للمواد أن تفعل أشياء لم نتوقعها أبدًا”.