Il metallo auto-riparante: la rivoluzione della riparazione spontanea

Una scoperta sorprendente apre nuove prospettive nell'ingegneria dei materiali

Il metallo auto-riparante: una scoperta rivoluzionaria

Un incredibile fenomeno è stato catalogato sotto la voce “Questo non dovrebbe succedere!”. Gli scienziati hanno assistito a un metallo che si riparava da solo, aprendo la strada a una potenziale rivoluzione nell’ambito dell’ingegneria. Lo studio, condotto dai Laboratori Nazionali di Sandia e dall’Università del Texas A&M, ha esaminato la resilienza di un metallo attraverso l’utilizzo di una sofisticata tecnica di microscopia elettronica a trasmissione. I ricercatori hanno sottoposto un pezzo di platino spesso 40 nanometri a ripetute tensioni, osservando da vicino il processo di auto-riparazione a livello nanometrico.

Le crepe causate dallo stress e dal movimento ripetuto, noto come danni da fatica, sono un problema comune che può portare alla rottura di macchine e strutture. Tuttavia, ciò che ha sorpreso gli scienziati è stato il fatto che, dopo circa 40 minuti di osservazione, la crepa nel platino ha iniziato a fondersi e a ripararsi spontaneamente, cambiando direzione. Il dottor Brad Boyce, esperto di materiali presso i Laboratori Nazionali di Sandia, ha commentato che l’evento è stato “assolutamente sorprendente” e ha sottolineato che non era ciò che stavano cercando.

Diagramma metallico
Forze di trazione
frecce rosse

Questa scoperta conferma che i metalli possiedono una naturale capacità di auto-riparazione a livello nanometrico, anche se il meccanismo preciso rimane ancora da chiarire. Tuttavia, considerando i costi e gli sforzi necessari per riparare strutture e dispositivi metallici, l’idea di materiali auto-riparanti potrebbe rivoluzionare numerosi settori. Nonostante la novità dell’osservazione, alcuni studiosi come il professor Michael Demkowicz dell’Università del Texas A&M avevano già previsto la possibilità di auto-riparazione delle nanocrepe nei metalli, basandosi sulla struttura cristallina dei materiali.

Immagini che mostrano il processo di guarigione
Osservazioni dettagliate del processo di guarigione, tratte da video dinamici.
Barr et al., Nature, 2023

Un aspetto promettente della ricerca è che il processo di auto-riparazione si è verificato a temperatura ambiente, suggerendo che potrebbe essere applicabile anche ai metalli convenzionali. Una spiegazione plausibile coinvolge il fenomeno della saldatura a freddo, che avviene quando gli atomi delle superfici metalliche si uniscono a temperature ambiente. In ambienti privi di aria e contaminanti, come il vuoto spaziale, i metalli possono unirsi direttamente, senza la necessità di calore aggiuntivo.

Il professor Demkowicz ha espresso la speranza che questa scoperta spinga i ricercatori a esplorare le potenzialità dei materiali in circostanze inaspettate. La ricerca è stata pubblicata su Nature, rappresentando un importante passo avanti nell’ambito della scienza dei materiali.

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