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May 18, 2023

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[1/2]O pesquisador Ryan Schoell, do Sandia National Laboratories, do governo dos EUA, no Novo México, usa uma técnica especializada de microscópio eletrônico de transmissão desenvolvida pelos cientistas Khalid Hattar,

[1/2]O pesquisador Ryan Schoell, do Sandia National Laboratories do governo dos EUA, no Novo México, usa uma técnica especializada de microscópio eletrônico de transmissão desenvolvida pelos cientistas Khalid Hattar, Dan Bufford e Chris Barr para estudar rachaduras por fadiga em nanoescala, 16 de novembro de 2022. Craig ... Consulte Mais informação

WASHINGTON (Reuters) - No filme “O Exterminador do Futuro 2: O Julgamento Final”, de 1991, um andróide malévolo que viaja no tempo e muda de forma chamado T-1000, feito de metal líquido, demonstrou uma qualidade única. Atingido por rajadas ou balas, seu metal se curaria sozinho.

Metal autocurável ainda é apenas ficção científica, certo? Aparentemente não.

Cientistas descreveram na quarta-feira como pedaços de platina pura e cobre curaram espontaneamente rachaduras causadas pela fadiga do metal durante experimentos em nanoescala que foram projetados para estudar como essas rachaduras se formam e se espalham em metal colocado sob estresse. Eles expressaram otimismo de que essa capacidade possa ser incorporada em metais para criar máquinas e estruturas autocurativas em um futuro relativamente próximo.

A fadiga do metal ocorre quando o metal – incluindo peças de máquinas, veículos e estruturas – apresenta fissuras microscópicas após ser exposto a tensões ou movimentos repetidos, danos que tendem a piorar com o tempo. A fadiga do metal pode causar falhas catastróficas em áreas que incluem a aviação – motores a jato, por exemplo – e infraestrutura – pontes e outras estruturas.

Nas experiências realizadas nos Laboratórios Nacionais Sandia, do governo dos EUA, no Novo México, os investigadores utilizaram uma técnica que puxava as extremidades das minúsculas peças de metal cerca de 200 vezes por segundo. Uma rachadura inicialmente se formou e se espalhou. Mas cerca de 40 minutos após o início do experimento, o metal se fundiu novamente.

Os pesquisadores chamaram essa cura de “soldagem a frio”.

"O processo de soldagem a frio é um processo metalúrgico que ocorre quando duas superfícies de metal relativamente lisas e limpas são unidas para reformar as ligações atômicas", disse Brad Boyce, cientista de materiais do Sandia National Laboratories, que ajudou a liderar o estudo publicado na revista. Natureza.

“Ao contrário dos robôs que se autocuram no filme ‘O Exterminador do Futuro’, este processo não é visível à escala humana. Ocorre à nanoescala e ainda não conseguimos controlar o processo”, acrescentou Boyce.

As peças de metal tinham cerca de 40 nanômetros de espessura e alguns micrômetros de largura. Embora a cura tenha sido observada nos experimentos apenas em platina e cobre, Boyce disse que as simulações indicaram que a autocura pode ocorrer em outros metais e que é “inteiramente plausível” que ligas como o aço possam exibir essa qualidade.

“É possível imaginar materiais adaptados para aproveitar esse comportamento”, disse Boyce.

"Dado este novo conhecimento, pode haver estratégias alternativas de projeto de materiais ou abordagens de engenharia que poderiam ser concebidas para ajudar a mitigar a falha por fadiga. Além disso, este novo entendimento pode lançar luz sobre a falha por fadiga em estruturas existentes - melhorando nossa capacidade de interpretar e prever tais fracassos", acrescentou Boyce.

No passado, os cientistas criaram alguns materiais autocurativos, principalmente plásticos. O coautor do estudo, Michael Demkowicz, professor de ciência e engenharia de materiais da Texas A&M University, previu a autocura no metal há uma década.

Demkowicz percebeu corretamente que, sob certas condições, colocar o metal sob tensão que normalmente deveria piorar as fissuras relacionadas à fadiga poderia ter o efeito oposto.

“Meu palpite agora é que aplicações tangíveis de nossas descobertas levarão mais 10 anos para serem desenvolvidas”, disse Demkowicz.

"Quando fiz minhas previsões pela primeira vez, parte da imprensa disse que eu estava trabalhando em um T-1000. Isso ainda é ficção científica", disse Demkowicz. "No entanto, no final da (série de TV) 'Battlestar Galactica', a tripulação adaptou alguma tecnologia Cylon (uma raça fictícia de robôs) para ajudar a curar os danos causados ​​​​pela fadiga em sua nave, fazendo com que o metal se comportasse mais como um tecido orgânico que pode curar o seu próprio. feridas. Eu diria que estamos trabalhando mais na linha do exemplo de 'Battlestar Galactica'."