要点:
疲劳损坏是机器磨损并导致最终损坏的一种方式。 2013年，迈克尔·德姆科维奇Michael Demkowicz，根据计算机模拟的结果发表了一项新理论，即在某些条件下，金属能够焊接封闭因磨损而形成的裂纹。尽管存在诸多未知因素，这一发现仍然是材料科学前沿的一次飞跃。
科技正以前所未有的速度和规模发展，引发多个领域的变革，塑造了新的商业模式，甚至重塑了全新社会结构。我们一起，从科技创新中洞察社会转型和升级的机遇。
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实验中微观裂纹消失，揭示了金属自我修复的可能性<br>新墨西哥州阿尔伯克基的科学家们首次目睹金属碎片在没有任何人为干预的情况下破裂，然后重新融合在一起，颠覆了这一过程中的基本科学理论。如果能够利用这一新发现的现象，它可能会引发一场工程革命。在这场革命中，自我修复的发动机、桥梁和飞机可以逆转磨损造成的损坏，使它们更安全、更持久。
桑迪亚国家实验室研究员Ryan Schoell 使用由Khalid Hattar、Dan Bufford 和Chris Barr 开发的专用透射电子显微镜技术来研究纳米级的疲劳裂纹。
来自桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的研究小组在“自然”杂志上描述了他们的发现。桑迪亚材料科学家布拉德·博伊斯/Brad Boyce表示：“亲眼目睹这现象，绝对令人惊叹。”“我们已经证实，金属具有其固有的、自然的自我修复能力，至少在纳米级损伤的情况下能实现。”博伊斯说。 “疲劳损坏”是机器磨损并最终损坏的一种方式。重复的动作或运动会导致微观裂纹的形成。随着时间的推移，这些裂缝会不断扩大并蔓延，直到一一断裂。此外博伊斯和他的团队看到消失的裂缝是纳米级别的裂缝，但这微小的变化极其重要。
“从电子设备中的焊点到汽车发动机，再到我们行驶过的桥梁，这些结构经常会因循环载荷而出现不可预测的故障，从而导致裂纹萌生并最终断裂，”博伊斯说，“当它们真实地出现故障时，我们必须承担更大的更换成本、时间损失，在某些情况下甚至会发生人员伤亡的情况。这些失败对美国每年造成的经济影响达数千亿美元。”
尽管科学家们已经创造了一些自愈材料（主要是塑料），但自愈金属的概念在很大程度上还停留在科幻小说的领域。 “人们预计金属中的裂纹只会变得更大，而不是更小。即使我们用来描述裂纹扩展的一些基本方程，也排除了这种愈合过程的可能性。”博伊斯补充到。
理论创始人证实此项意外发现
2013年，迈克尔·德姆科维奇/Michael Demkowicz，当时是麻省理工学院材料科学与工程系的助理教授，现在是德克萨斯农工大学的正教授。他根据计算机模拟的结果发表了一项新理论，即在某些条件下，金属能够焊接封闭因磨损而形成的裂纹。经过时间的证明，他的理论是正确的。这个发现是在集成纳米技术中心无意中发现的，该中心是由桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的能源部用户设施。
发现这一现象时，现任田纳西大学诺克斯维尔分校副教授的哈立德·哈塔尔/Khalid Hattar和现供职于能源部核能办公室的克里斯·巴尔/Chris Barr正在桑迪亚进行这项实验。他们只是想使用一种专门的电子显微镜技术来评估裂纹是如何在纳米级铂片上形成和扩散的，他们开发了一种每秒重复拉动金属末端200次的技术。令人惊讶的是，实验进行约40分钟后，损坏情况发生了逆转。裂缝的一端像原路返回一样重新融合在一起，没有留下先前受伤的痕迹。随着时间的推移，裂缝沿着不同的方向重新生长。哈塔尔称此现象前所未有!
在桑迪亚国家实验室发现的金属纳米级自我修复的艺术渲染中，绿色标记了裂缝形成的地方，然后又融合在一起。红色箭头表示意外触发该现象的拉力方向。
关于自愈过程还有很多未知之处，包括它是否会成为制造环境中的实用工具。博伊斯说：“这些发现的普遍适用程度可能会成为广泛研究的主题。我们展示了真空中纳米晶金属中发生的这种情况，但我们不知道空气中的传统金属是否也能诱导这种现象。”
然而，尽管存在诸多未知因素，这一发现仍然是材料科学前沿的一次飞跃。德姆科维奇说：“我希望这一发现能够鼓励材料研究人员考虑到，在适当的情况下，材料可以做到我们从未预料到的事情。”
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