美國科學家驚喜發現，金屬可以自我修復

作者 Daisy Chuang | 發布日期 2023 年 07 月 22 日 14:15 | 分類 奈米  材料

當建築、橋樑或發動機等金屬結構出現裂紋時，通常都會被認為是不可逆的，且隨著時間流逝，裂縫還會擴大。但根據美國研究人員觀察鉑（白金）後的發現，情況可能並非如此。


科學界一直在尋找或創造能夠自修復的材料，像我們的傷口一樣，最終仍會復原，從陶瓷、混凝土，甚至是受魷魚牙齒啟發的生物塑膠，各式各樣的研究出爐，但過去材料都尚未跨足到金屬，對於金屬來說，時間流逝或是使用造成的微小裂紋（稱為疲勞損傷），仍難實現自我修復。
美國桑迪亞國家實驗室的科學家 Brad Boyce 表示，金屬若產生裂紋，那只會變得愈來愈大，縫隙從不會縮小，以裂紋擴展的原理來看，基本上也排除自修復的可能性。
可團隊發現特例，他們在陰錯陽差之下觀察到一塊奈米級白金在斷裂後自行修復。



原本團隊使用電子顯微鏡來研究金屬如何產生裂紋，每秒拉扯白金材料 200 次，雖說最終白金斷裂，但實驗進行 40 分鐘後，他們發現在沒有任何人干擾下，金屬小小損傷自行修復，就像皮膚割傷後癒合一樣。
Boyce 表示，我們已經證實，金屬具有根本上、自然的自我修復能力，成功在奈米級疲勞損傷觀察到。因此團隊相信，如果能夠理解自修復背後的機制，善加利用後可能會改變工程設計師應對金屬結構磨損引起的應力斷裂方式。
但研究人員也指出，他們也不太懂白金如何將自己「冷焊（cold welded）」在一起，而且他們的發現是在真空中的奈米尺度上進行，無法判斷這個發現能否套用到其他環境條件。Boyce表示，之後適用範圍可能是重要的研究主題。
德州農工大學教授 Michael Demkowicz 曾在 2013 年提出金屬自我修復潛力的理論，表示希望這發現能夠鼓勵材料研究人員探索，在適當情況下，材料會發生我們從未預料到的事情。

• mextal found spontaneously healing itself like human skin
• Stunning discovery: mextals can heal themselves

（首圖來源：桑迪亞國家實驗室）