Un equipo de científicos observaron cómo un metal se curaba a sí mismo, algo nunca visto. Si este proceso puede comprenderse y controlarse por completo, podríamos estar ante el comienzo de una nueva era de la ingeniería.

Sorprendente autocuración

Un equipo de los Sandia National Laboratories y la Texas A&M University estuvo probando la resistencia del metal, utilizando una técnica especializada de microscopio electrónico de transmisión para tirar de los extremos del metal 200 veces por segundo. A continuación, observaron la “autocuración” a escalas ultrapequeñas en un trozo de platino de 40 nanómetros de grosor suspendido en el vacío.

Las grietas provocadas por el tipo de tensión descrito se conocen como daños por fatiga: tensiones y movimientos repetidos que causan roturas microscópicas y acaban provocando la rotura de máquinas o estructuras. Sorprendentemente, tras unos 40 minutos de observación, la grieta en el platino empezó a fusionarse y a repararse antes de volver a empezar en una dirección diferente.

Brad Boyce, científico de materiales de los Sandia National Laboratories, dijo en un comunicado:

“Fue absolutamente asombroso verlo de primera mano. Desde luego, no lo estábamos buscando.

Lo que hemos confirmado es que los metales tienen su propia capacidad intrínseca y natural de curarse a sí mismos, al menos en el caso de daños por fatiga a nanoescala”.

Las fuerzas de tracción (flechas rojas) crearon una grieta que sanó (verde) en metal platino. Crédito de imagen: Dan Thompson / Sandia National Laboratories

Científicos no saben cómo ocurrió

Se trata de condiciones exactas, y aún no sabemos exactamente cómo ocurre esto ni cómo podemos utilizarlo. Sin embargo, si pensamos en los costes y el esfuerzo necesarios para reparar cualquier cosa, desde puentes a motores o teléfonos, no se sabe cuánta diferencia podrían suponer los metales autorreparables.

Y aunque la observación no tiene precedentes, no es del todo inesperada. En 2013, Michael Demkowicz, científico de materiales de la Texas A&M University, trabajó en un estudio en el que se predecía que este tipo de curación mediante nanocracks podría ocurrir, impulsada por los diminutos granos cristalinos dentro de los metales que esencialmente cambian sus límites en respuesta a la tensión.

Demkowicz también trabajó en este último estudio, utilizando modelos informáticos actualizados para demostrar que sus teorías de hace una década sobre el comportamiento de autocuración de los metales a escala nanométrica coincidían con lo que estaba ocurriendo aquí.

El hecho de que el proceso de reparación automática se produjera a temperatura ambiente es otro aspecto prometedor de la investigación. El metal suele necesitar mucho calor para cambiar de forma, pero el experimento se llevó a cabo en el vacío; queda por ver si el mismo proceso ocurrirá en metales convencionales en un entorno típico.

Una posible explicación tiene que ver con un proceso conocido como soldadura en frío, que se produce a temperatura ambiente siempre que las superficies metálicas se acercan lo suficiente como para que sus respectivos átomos se enreden. Normalmente, finas capas de aire o contaminantes interfieren en el proceso; en entornos como el vacío del espacio, los metales puros pueden acercarse lo suficiente como para pegarse literalmente.

Demkowicz dijo:

“Mi esperanza es que este hallazgo anime a los investigadores de materiales a considerar que, en las circunstancias adecuadas, los materiales pueden hacer cosas que no esperábamos”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature.

[H/T: LNS]

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