Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2023

‘Stunning’ discovery: Metals can heal themselves

0

Scientists for the first time have witnessed pieces of metal crack, then fuse back together without any human intervention, overturning fundamental scientific theories in the process. If the newly discovered phenomenon can be harnessed, it could usher in an engineering revolution — one in which self-healing engines, bridges and airplanes could reverse damage caused by wear and tear, making them safer and longer-lasting.

The research team from Sandia National Laboratories and Texas A&M University described their findings today in the journal Nature.

“This was absolutely stunning to watch first-hand,” said Sandia materials scientist Brad Boyce.

“What we have confirmed is that metals have their own intrinsic, natural ability to heal themselves, at least in the case of fatigue damage at the nanoscale,” Boyce said.

Fatigue damage is one way machines wear out and eventually break. Repeated stress or motion causes microscopic cracks to form. Over time, these cracks grow and spread until — snap! The whole device breaks, or in the scientific lingo, it fails.

The fissure Boyce and his team saw disappear was one of these tiny but consequential fractures — measured in nanometers.

“From solder joints in our electronic devices to our vehicle’s engines to the bridges that we drive over, these structures often fail unpredictably due to cyclic loading that leads to crack initiation and eventual fracture,” Boyce said. “When they do fail, we have to contend with replacement costs, lost time and, in some cases, even injuries or loss of life. The economic impact of these failures is measured in hundreds of billions of dollars every year for the U.S.”

Although scientists have created some self-healing materials, mostly plastics, the notion of a self-healing metal has largely been the domain of science fiction.

“Cracks in metals were only ever expected to get bigger, not smaller. Even some of the basic equations we use to describe crack growth preclude the possibility of such healing processes,” Boyce said.

Unexpected discovery confirmed by theory’s originator

In 2013, Michael Demkowicz — then an assistant professor at the Massachusetts Institute of Technology’s department of materials science and engineering, now a full professor at Texas A&M — began chipping away at conventional materials theory. He published a new theory, based on findings in computer simulations, that under certain conditions metal should be able to weld shut cracks formed by wear and tear.

The discovery that his theory was true came inadvertently at the Center for Integrated Nanotechnologies, a Department of Energy user facility jointly operated by Sandia and Los Alamos national laboratories.

“We certainly weren’t looking for it,” Boyce said.

Khalid Hattar, now an associate professor at the University of Tennessee, Knoxville, and Chris Barr, who now works for the Department of Energy’s Office of Nuclear Energy, were running the experiment at Sandia when the discovery was made. They only meant to evaluate how cracks formed and spread through a nanoscale piece of platinum using a specialized electron microscope technique they had developed to repeatedly pull on the ends of the metal 200 times per second.

Surprisingly, about 40 minutes into the experiment, the damage reversed course. One end of the crack fused back together as if it was retracing its steps, leaving no trace of the former injury. Over time, the crack regrew along a different direction.

Hattar called it an “unprecedented insight.”

Boyce, who was aware of the theory, shared his findings with Demkowicz.

“I was very glad to hear it, of course,” Demkowicz said. The professor then recreated the experiment on a computer model, substantiating that the phenomenon witnessed at Sandia was the same one he had theorized years earlier.

Their work was supported by the Department of Energy’s Office of Science, Basic Energy Sciences; the National Nuclear Security Administration and the National Science Foundation.

A lot remains unknown about the self-healing process, including whether it will become a practical tool in a manufacturing setting.

“The extent to which these findings are generalizable will likely become a subject of extensive research,” Boyce said. “We show this happening in nanocrystalline metals in vacuum. But we don’t know if this can also be induced in conventional metals in air.”

Yet for all the unknowns, the discovery remains a leap forward at the frontier of materials science.

“My hope is that this finding will encourage materials researchers to consider that, under the right circumstances, materials can do things we never expected,” Demkowicz said.

Sandia National Laboratories is a multimission laboratory operated by National Technology and Engineering Solutions of Sandia LLC, a wholly owned subsidiary of Honeywell International Inc., for the U.S. Department of Energy’s National Nuclear Security Administration. Sandia Labs has major research and development responsibilities in nuclear deterrence, global security, defense, energy technologies and economic competitiveness, with main facilities in Albuquerque, New Mexico, and Livermore, California.








Письмо с душой из Marins Park Hotel Екатеринбург

Друг ведущего Дроздова рассказал о курсе уколов, который тот проходит

Психолог Зберовский заявил, что расставание может помочь преодолеть зависимость

Когда профессионализм равно безопасность: сеть клиник «Будь Здоров» оказала поддержку участникам «Суворовского трейла»


ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers

Son Of British Boxing Legend Retires From The Sport Aged Just 24: “Won’t Be Fighting Again”

Dow futures sink as Trump keeps pushing tariffs while White House suggests Powell’s job could be at risk

Trump's cuts force Texas food banks to ration supplies for flood survivors


Портативный сканер штрих-кодов Heroje C1271 промышленного класса

Мобильный терминал сбора данных с ридером RFID тегов Saotron RT41G

Беспроводной сканер штрих-кодов Heroje S-H29W

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки


MMORPG Lord Nine: Infinite Class выпустят в Юго-Восточной Азии 31 июля

I've swapped modern live service games for a browser game that's been running since 2009

Гайд на Fuqiu из Etheria Restart: навыки, PvE-билд, расклад в PvP и дубликаты

Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game



Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

Вот билет на контент, на эксплойт билетов нет

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом


Татарстан вошел в число лидеров по количеству заявок на конкурс брендов «Знай наших»

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

«Сила в команде»: судебные приставы Кузбасса приняли участие во всероссийских хоккейных соревнованиях среди силовиков

Вторичное жилье начало дешеветь


«Сила в команде»: судебные приставы Кузбасса приняли участие во всероссийских хоккейных соревнованиях среди силовиков

Москва. Красота Храма Василия Блаженного

Эквадор передаст России гражданина, похитившего миллионы из Социального фонда

Посол Акира Муто: Япония будет приветствовать возможную встречу Путина и Трампа


Синнер завоевал титул на Уимблдоне, победив Алькараса.

Теннистка Кудерметова впервые в карьере выиграла Уимблдон в парном разряде

Кудерметова стала первой россиянкой, выигравшей парный разряд Уимблдона с 2017 года

Тарпищев объяснил причины неудачного выступления Анисимовой против Швентек.


«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

В Ельце введен режим угрозы атак беспилотников.

АвтоВАЗ отгружает Lada Iskra дилерам. Цены объявят на этой неделе


Музыкальные новости

Жена Басты жёстко ответила недовольной фанатке

Сотрудники Росгвардии обеспечили безопасность на мероприятии «Ночь П.И. Чайковского»

Валерия и Иосиф Пригожин, Мари Краймбрери, Александр Рогов и другие на концерте Zivert

Быков, Харламов, Цой. Знаменитые артисты, которые погибли за рулем


Пора пригласить певца A.SERGIO для участия в теле- и радиопрограммах, подкастах и шоу!

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки


Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

КАМАЗ-4280 начал тестовую эксплуатацию на маршруте в Подмосковье

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Певцам. Музыкантам. Артистам.


Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

В Москве мужчина ограбил магазин на АЗС, угрожая пистолетом

Мобильный интернет перестанут массово отключать в России

Вскрытие без последствий – сервис «Спас-замков»


Посол Акира Муто: Япония будет приветствовать возможную встречу Путина и Трампа

В РФ раскрыли замысел Трампа после его попыток шантажировать Путина

"Пока Путин не заметит это безобразие": Пономарев резко высказался о легионерах в РПЛ

В США сделали смелое заявление в отношении Путина.




Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

Врач-трихолог Мадина Осман: как часто можно делать пересадку волос


ВСУ атаковали дронами женщин под Сумами: Били за надпись "Мы русские"


Раскрыто расписание Олимпийских игр 2028 года в Лос-Анджелесе.

Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта

Травмированного на репетиции в цирке Москвы акробата выписали из больницы


Лукашенко встретился в Минске с делегацией Петербурга для обсуждения сотрудничества

«Нам в Минске надо учиться». Лукашенко похвалил Беглова за зимнюю уборку Петербурга

Петербургская делегация провела переговоры с президентом Беларуси в Минске

Лукашенко предложил Петербургу ремонтировать всю белорусскую технику


Сергей Собянин: роботы и электромашины на страже московских улиц

Сергей Собянин: В Москве появятся три новых пешеходных моста к 2027 году


РЭО проведет акселератор для экоцентров на базе Плехановского университета

РЭО запускает акселератор для экологических центров на базе Плехановского университета

Позднякова: температура в Москве останется выше климатической нормы

ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»


В Подмосковье за один вечер молнии три раза ударили в дома

АвтоВАЗ отгружает Lada Iskra дилерам. Цены объявят на этой неделе

На Замоскворецкой линии метро Москвы восстановили движение

На озере в Красноармейском округе пропала женщина


Защищённый планшет Saotron RT-W11J на базе ОС Windows10

Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

В городе Барнауле стартовал третий этап смотра-конкурса на звание "Лучшее звено газодымозащитной службы" среди Главных управлений МЧС России


Крыму и еще 24 регионам России спишут долги на миллиарды рублей

Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

Под Симферополем горят десятки гектаров леса

Феодосия получила 150 миллионов на ремонты дворов - где начнут работы


Андрей Воробьев рассказал об открытии новых школ в Подмосковье к 1 сентября

Эквадор выдал россиянина, подозреваемого в мошенничестве.

Из трёх музеев Томской области томичи отправили по почте 500 «тёплых открыток»

Γpуɜинcκий пοлитиκ: Βce ɜдpaвοмыcлящиe xοтят вepнутьcя в eдинοe пpοcтpaнcтвο c Ροccиeй














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *