На протяжении 6000 лет мы изготавливаем предметы из металла, потому что он прочен и устойчив: чтобы его сломать, требуется много энергии. Проблема в том, что даже на его ремонт уходит много энергии. Вам понадобится паяльная лампа, которая нагревает металлические детали до 3500°С. Сегодня впервые в мире исследовательская группа разработала способ ремонта металла при комнатной температуре. «Регенерация», полностью похожая на процесс восстановления наших костей, которая приведет к рождению настоящей металлической кости.
Исследование провели Джеймс Пикул, доцент кафедры машиностроения Пенсильванского университета, и Закария Хсайн, его студент. Результаты были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Исследование в двух словах
«Пористость» внутренней структуры пенопласта снижает вес металла при сохранении его прочности, но делает невозможным его ремонт традиционными методами.
Фактически, если металл сломается, доведение его до температуры плавления разрушит внутренние полости металлической пены.
Используемая электрохимическая техника добавляет металлический материал только в «изломы» сломанного, почти как если бы это был металлический клей, восстанавливающий структуру.
Покрытие и ремонт
Это гальванопокрытие, процедура низкого потребления, которая имеет место при комнатной температуре. Это обычно используется для хромирования автозапчастей или металлизации металлов. При погружении сломанного металла в раствор, содержащий ионы хрома, и приложении напряжения, ионы реагируют, образуя массу, которая заполняет сломанные части металла. И это все.
Результаты
Пикуль и Хсайн в таком же количестве экспериментов «исцелили» три типа повреждений: металлы с трещинами внутри, металлы, которые почти сломались, металлы, разделенные на две части.
Продолжительность процедуры составляет около 4 часов, и поскольку нанесение покрытия происходит одновременно, необходимое время не зависит от размера металла, подлежащего ремонту.
«Самовосстанавливающиеся», как кости
Тем, кто указывает, что этот подход к восстановлению на самом деле не является «самовосстановлением» (поскольку для возникновения реакции необходимо подать напряжение), Пикуль говорит, что он абсолютно идентичен процессам восстановления в нашем организме.
«Все сказали бы, что наши кости восстанавливаются сами» говорит исследователь, «А наш материал похож на кость. Даже костям для восстановления требуется внешний источник энергии, в данном случае — пища, которую мы едим». Vero.
Следовательно, металлическая кость
Сходство с нашей биологией направит будущее этого исследования на создание металлической кости, которая будет составлять каркас каждого устройства, маленького или большого. «Электролит, производящий ремонт, можно вводить в металлические конструкции в жидком виде», игра в кости Пикуль. Немного похоже на жидкость, даже на кровь, которая доставляет питательные вещества внутрь организма.
«В случае повреждения жидкость окружит поврежденный участок и восстановит его с помощью напряжения, которое можно получить от самого внутреннего источника питания или от батареи».
Другими словами, в будущем у нас будут мобильные телефоны, автомобильные двери, робот и, возможно, космические станции, скелет которых состоит из «металлических костей», которые восстанавливаются, как наши, при переломах.
