Scienza: i metalli possono "guarire" se stessi =

 

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Scienza: i metalli possono "guarire" se stessi =

Scienza: i metalli possono "guarire" se stessi = (AGI) - Roma, 21 lug. - Scienziati per la prima volta hanno osservato pezzi di metallo incrinarsi, per poi fondersi di nuovo senza alcun intervento umano. In particolare hanno osservato che le crepe microscopiche svaniscono negli esperimenti, rivelando la possibilita' di macchine autorigeneranti e ribaltando nel processo fondamentali teorie scientifiche. Se il fenomeno appena scoperto puo' essere sfruttato, potrebbe inaugurare una rivoluzione ingegneristica - quella in cui motori, ponti e aerei auto-riparanti potrebbero invertire i danni causati dall'usura, rendendoli piu' sicuri e duraturi nel tempo. Il team di ricerca dei Sandia National Laboratories e della Texas A&M University ha descritto le sue scoperte oggi nella rivista Nature. "E' stato assolutamente sbalorditivo vedere tutto questo di persona", ha detto il materiale scienziato dei Sandia, Brad Boyce. "Quello che abbiamo confermato e' che i metalli hanno una loro intrinseca e naturale capacita' di auto-ripararsi, almeno nel caso dei danni da fatica a livello nanometrico", ha detto Boyce. Il danno da fatica e' uno dei modi in cui le macchine si usurano e alla fine si rompono. Lo stress o il movimento ripetuto causa la formazione di crepe microscopic. Nel tempo, queste crepe crescono e si diffondono finche' - scatto! L'intero dispositivo si rompe, o nel gergo scientifico, fallisce. La frattura che Boyce e il suo team hanno visto scomparire era una di queste piccole ma significative fratture, misurate in nanometri. "Dai giunti saldati nei nostri dispositivi elettronici ai motori delle nostre auto fino ai ponti su cui guidiamo, queste strutture spesso falliscono in modo imprevedibile a causa del carico ciclico che porta alla formazione di crepe e, alla fine, alla frattura", ha detto Boyce. "Quando falliscono, dobbiamo affrontare i costi di sostituzione, la perdita di tempo e, in alcuni casi, anche lesioni o perdite di vite umane. L'impatto economico di queste mancanze si misura in centinaia di miliardi di dollari ogni anno negli Stati Uniti". Sebbene gli scienziati abbiano creato alcuni materiali auto-riparanti, principalmente plastica, l'idea di un metallo auto-riparante e' stata principalmente relegata alla fantascienza. "Le crepe nei metalli si aspettava solo che diventassero piu' grandi, non piu' piccole. Anche alcune delle equazioni di base che usiamo per descrivere la crescita delle crepe escludono la possibilita' di tali processi di auto-riparazione", ha detto Boyce. (AGI)Sci/Pgi (Segue) 211417 LUG 23 NNNN

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Scienza: i metalli possono "guarire" se stessi (2)=

Scienza: i metalli possono "guarire" se stessi (2)= (AGI) - Roma, 21 lug. - Nel 2013, Michael Demkowicz - all'epoca assistente professore presso il dipartimento di Scienza e ingegneria dei materiali del Massachusetts Institute of Technology, ora professore ordinario alla Texas A&M - ha iniziato a mettere in discussione la teoria dei materiali convenzionali. Ha pubblicato una nuova teoria, basata su risultati di simulazioni al computer, secondo cui in determinate condizioni il metallo dovrebbe essere in grado di saldare le crepe formate dall'usura. La scoperta che la sua teoria fosse vera e' avvenuta inavvertitamente al Center for Integrated Nanotechnologies, una struttura dell'U.S. Department of Energy gestita congiuntamente dai laboratori nazionali di Sandia e Los Alamos. "Certo, non lo stavamo cercando", ha detto Boyce. Khalid Hattar, ora professore associato presso l'Universita' del Tennessee, Knoxville, e Chris Barr, ora al lavoro per l'Ufficio dell'Energia Nucleare del Dipartimento dell'Energia, stavano conducendo l'esperimento a Sandia quando e' stata fatta la scoperta. Volevano solo valutare come le crepe si formavano e si diffondevano in un pezzo nanometrico di platino utilizzando una tecnica specializzata di microscopia elettronica che avevano sviluppato per tirare ripetutamente le estremita' del metallo 200 volte al secondo. Sorprendentemente, circa 40 minuti dopo l'inizio dell'esperimento, il danno ha invertito la sua direzione. Una delle estremita' della crepa si e' fusa di nuovo come se stesse ripercorrendo i suoi passi, senza lasciare traccia dell'ex lesione. Nel tempo, la crepa e' ricresciuta in una direzione diversa. Hattar lo ha definito una "visione senza precedenti". Boyce, che conosceva la teoria di Demkowicz, ha condiviso i suoi risultati con lui. "Naturalmente, sono stato molto contento di sentirlo", ha detto Demkowicz. Il professore ha poi ricreato l'esperimento su un modello di computer, confermando che il fenomeno osservato a Sandia era lo stesso che aveva teorizzato anni prima. Il loro lavoro e' stato sostenuto dall'Office of Science, Basic Energy Sciences del Dipartimento dell'Energia, dall'Amministrazione per la Sicurezza Nucleare Nazionale e dalla National Science Foundation. Molto resta sconosciuto sul processo di auto-riparazione, incluso se diventera' uno strumento pratico nell'ambito della produzione. "L'estensione di questi risultati sara' probabilmente oggetto di una vasta ricerca", ha detto Boyce. "Abbiamo dimostrato che questo avviene nei metalli nanocristallini in vuoto. Ma non sappiamo se cio' possa verificarsi anche nei metalli convenzionali in aria". Eppure, nonostante tutte le incertezze, la scoperta rappresenta un passo avanti alla frontiera della Scienza dei materiali. "La mia speranza e' che questa scoperta incoraggi i ricercatori dei materiali a considerare che, nelle giuste circostanze, i materiali possono fare cose che non ci aspettavamo", ha detto Demkowicz. (AGI)Sci/Pgi 211417 LUG 23 NNNN