Por primera vez se ha observado un fenómeno en el que los metales se reparan así mismos, sanando pequeñas grietas. Esto podría cambiar totalmente la comprensión de las teorías de los materiales y, en última instancia, conducir a revolucionarios conceptos de ingeniería, como máquinas autorreparables.
El estudio es realizado por investigadores de los Laboratorios Nacionales Sandia, que estudian cómo se forman las grietas microscópicas. En el proceso, descubrieron que, con las circunstancias adecuadas, los metales se reparan solos, recordando al T-1000 de Terminator 2.
Metales que se regeneran
Durante décadas, los ingenieros y científicos que trabajan con metales, han estado seguros de dos cosas: forman grietas microscópicas que, con el tiempo, producirán un fallo catastrófico. Hasta los software de simulación tienen en cuentan estas grietas.
En 2013, Michael Demkowicz, profesor adjunto del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, quien ahora es profesor titular en la Universidad A&M de Texas, comenzó a creer que la ciencia moderna podría estar equivocada y que, en ciertas circunstancias, los metales podrían sanar sus microfracturas. Tiempo después, publicó su concepto en octubre de ese mismo año.
Una década más tarde, un equipo de investigadores que, sencillamente, estudiaban cómo evolucionan las grietas en el platino, se toparon con una versión real del fenómeno que Demkowicz, modeló en sus simulaciones.
Brad Boyce, científico de materiales de Laboratorios Sandia, escribió lo siguiente:
«Solo se esperaba que las grietas en los metales se hicieran más grandes, no más pequeñas. Incluso algunas de las ecuaciones básicas que utilizamos para describir el crecimiento de las grietas, excluyen la posibilidad de tales procesos de curación».
Quizás, no sea tan sorprendente, dado los muchos ejemplos de hallazgos accidentales a lo largo de la historia de la ciencia. De hecho, Boyce dijo que sus experimentos tenían otro enfoque, cuando vieron las grietas curándose «mágicamente».
Asimismo, Khalid Hattar, profesor asociado en la Universidad de Tennessee, Knoxville, y Chris Barr, que ahora trabaja en la Oficina de Energía Nuclear del Departamento de Energía, estaban realizando un sencillo experimento que implicaba una técnica especializada de microscopio electrónico, diseñado para tirar de los extremos del metal unas 200 veces por segundo.
Un hallazgo único
En ese caso, el metal era un trozo de platino que estudiaban para ver cómo se forman las grietas bajo tensión repetida. Entonces, sucedió:
«A los 40 minutos del experimento, el daño invirtió su curso», explicó el equipo en una nota de prensa, en la que anuncia el inesperado hallazgo. Un extremo de la grieta volvió a fusionarse como si volviera sobre sus pasos, sin dejar rastro de la lesión anterior».
Aunque Boyce estaba familiarizado con la teoría expuesta por Demkowicz, se quedó estupefacto al ver cómo sucedía realmente.
El atónito científico comunicó inmediatamente los hallazgos a Demkowicz, haciéndole saber que su teoría y sus simulaciones eran correctas. Declaró su emoción inicial, antes de confirmar con éxito en su software de simulación que, efectivamente, el mismo que había teorizado.
Aunque los expertos confían en sus hallazgos, que publicaron en la revista Nature, también advierten de que su aplicación en un entorno real aun no es posible.
«El grado de generalización de estos hallazgos será probablemente objeto de una amplia investigación». Demostramos que esto ocurre en metales nanocristalinos en el vacío. Pero no sabemos si también puede inducirse en metales convencionales en el aire».
Así, creen que merece la pena seguir investigando y, si tienen éxito, ven una serie de aplicaciones potenciales críticas. Entre ellas, ayudar a que puentes, edificios y otras infraestructuras críticas duren más y sean más seguras, disminuyendo tiempos de mantenimiento. Así mismo, los ingenieros aeroespaciales, aviación y navales, aprovecharían la oportunidad para ayudar a que los componentes críticos vean reducidos sus fallos.
Referencias:
- Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding – Un a rtículo de nature.com
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06223-0
