Rozervaný kus platiny se sám scelil. Fyzici něco takového dosud neviděli

Vědci pozorovali, jak se kov sám „hojí“. Něco takového zatím nikdy neviděli, ale výsledky experimentu jsou podle nich přesvědčivé, popsali v recenzované studii, která vyšla v odborném žurnálu Nature. Pokud se tento proces podaří plně pochopit a pak i řídit, mohlo by se lidstvo ocitnout na začátku něčeho, co promění svět.

Tým inženýrů z amerických národních laboratoří Sandia a Texaské univerzity A&M testoval odolnost platiny při experimentu v miniaturních rozměrech. Použil 40 nanometrů silný plátek kovu zavěšený ve vakuu a pomocí specializované techniky transmisního elektronového mikroskopu v něm každou sekundu 200krát zatáhl za konce. Pak pozoroval samoregeneraci veškerého poškození způsobeného napínáním.

Trhliny způsobené výše popsaným druhem namáhání jsou známé jako únavové poškození. Vznikají mikroskopické trhliny, které nakonec způsobí rozbití materiálů. Tady, v mikroskopickém světě se ale nic takového nestalo: po čtyřiceti minutách totiž vědci viděli, jak se trhlinka v platině začíná opět spojovat a zacelovat. „Bylo naprosto ohromující vidět to na vlastní oči,“ komentoval výsledek Brad Boyce ze Sandia National Laboratories. „Rozhodně jsme to nečekali. Potvrdili jsme, že kovy mají vlastní, přirozenou schopnost se samy zacelit, přinejmenším v případě únavového poškození v nanorozměrech,“ doplnil.

Víc nevíme, než víme

To je ale v podstatě všechno, co tento pokus přinesl. „Jedná se o zcela přesné podmínky a my zatím přesně nevíme, jak se to děje a jak toho můžeme využít,“ potvrzuje Boyce. Věří ale, že má smysl v tomto výzkumu pokračovat – kdyby se totiž podařilo kovy přimět k tomu, aby se opravovaly ve větším měřítku, mohlo by to pomoci v řadě oblastí.

Elektronový transmisní mikroskop, na němž experiment proběhl
Zdroj: sandia National Laboratories/Craig Fritz

Přestože šlo o první pozorování takového chování platiny, nebylo to ve skutečnosti zase tak neočekávané. Už roku 2013 totiž upozornil expert na materiálovou fyziku z Texaské univerzity A&M Michael Demkowicz, že by mohlo docházet k tomuto druhu „nanohojení“. A dokonce již tehdy predikoval, co by mohlo být příčinou. Mohlo by to být drobnými krystalickými zrny uvnitř kovů, které posouvají své hranice v reakci na namáhání. Tento fyzik pracoval i na této nejnovější studii. 

Pozitiva a negativa

Velmi slibné je, že tento proces neprobíhal za nějakých extrémních podmínek, jako jsou například teploty blízké absolutní nule. Při nich se řada materiálů sice chová nesmírně zajímavě, ale tyto výsledky není většinou možné nijak přenést do praxe – protože udržovat takový chlad ve větším měřítku prostě nejde.

Experiment vědci provedli za běžné, pokojové, teploty, jedinou odlišností bylo vakuum. Podle Boyce teď hlavně zbývá zjistit, jestli stejný proces proběhne i u běžných kovů v typickém prostředí – to by značně pomohlo s možností nějak to prakticky využít.

Výsledný efekt je podle Demkowitze dost podobný svařování za studena – při něm se tlakem přiblíží kovy k sobě tak natěsno, že dojde k interakci atomů jednotlivých ploch a vzniku vazby. „Doufám, že tento objev povzbudí výzkumníky v oblasti materiálů, aby věnovali pozornost tomu, že za správných okolností mohou materiály dělat věci, které jsme nikdy nečekali,“ dodává tento vědec. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Mladá žena s cystickou fibrózou podstoupila v Motole třetí transplantaci plic

Šestadvacetileté pacientce s cystickou fibrózou transplantovali v pražské Fakultní nemocnici Motol už potřetí plíce. Podle nemocnice jde o mimořádně náročný chirurgický zákrok, který je i celosvětově unikátní – a přistupuje se k němu jenom ve výjimečných případech. Pro lékaře představovala operace technickou, ale i medicínskou a současně i etickou výzvu.
před 3 hhodinami

Univerzita Karlova bude koordinovat velký evropský AI projekt

Univerzita Karlova se stala hlavním koordinátorem mezinárodního projektu Otevřené velké jazykové modely pro umělou inteligenci v Evropě. Budou v něm spolupracovat evropské firmy, výzkumné instituce a výpočetní centra zabývající se umělou inteligencí. V projektu OpenEuroLLM za asi 34 milionů eur (854,7 milionu korun), financovaném s podporou Evropské komise, vybuduje tým evropských výzkumných institucí rodinu výkonných, vícejazyčných velkých jazykových modelů. Využití najdou v komerčním, průmyslovém i veřejném sektoru.
před 4 hhodinami

Změna klimatu vysává Mrtvé moře. Zbývá mu posledních 25 let

Mrtvé moře kvůli změnám klimatu i značnému odběru vody z přítoků dále vysychá. Slané jezero, jehož břehy se dotýkají Izraele, palestinských území a Jordánska, by mohla zachránit silnější mezinárodní spolupráce, která je ale v současné době značně komplikovaná. Napsala to agentura AFP. Úpadek jezera, které by mohlo zaniknout do roku 2050, představuje i těžkou ránu pro tamní cestovní ruch.
před 5 hhodinami

Průzkum: Výdaje velkých firem na AI dál vzrostou, propouštět se má minimálně

Výdaje velkých globálních firem na využití generativní umělé inteligence (AI) mohou do roku 2027 vykázat růst o 60 procent. Cílem pro letošní rok bude, aby investice do generativní AI přinesly hmatatelné výsledky. Vyplývá to z druhého ročníku průzkumu AI Radar globální poradenské společnosti Boston Consulting Group (BCG). Jen minimum firem chce přitom v souvislosti s umělou inteligencí propouštět.
včera v 13:24

Děti se učí jazyky ještě dřív, než vědci předpokládali, ukázala studie

Už ve věku pouhých čtyř měsíců se u dětí rozvíjí schopnost vnímat detaily jazyků. Vědci v nové studii popsali i mechanismus, jak se mladý lidský mozek učí vnímat odlišnost jednotlivých hlásek.
včera v 09:00

Vzorky z planetky Bennu jsou plné životadárných sloučenin

Vzorky z planetky Bennu, které v roce 2023 na Zemi přinesla sonda OSIRIS-REx amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA), obsahují důležité stavební kameny života. Mezi prokázanými sloučeninami je všech pět bází DNA a RNA a třiatřicet různých aminokyselin, vyplývá z analýz, o nichž informují nejnovější vydání vědeckých časopisů Nature a Nature Astronomy. Minerály obsahující anorganické soli navíc naznačují původ planetky.
31. 1. 2025

Zuby používal jako otvírák. Archeologové popsali trápení vojáka z 19. století

Neobvyklý fyzický důkaz o vojenské praxi z první poloviny 19. století odkryly kosterní pozůstatky vojáka s netypicky poškozeným chrupem, které našli archeologové při výzkumu v roce 2012 v Majetíně na Olomoucku. Analýza teď odhalila, že muž používal zuby k otevírání prachových patron. Chemická analýza navíc potvrdila přítomnost síry ze střelného prachu v zubním kameni.
31. 1. 2025

Za díry v silnici po zimě nemůže rozpínání vody, ale kryosukce, zjistili vědci

Díry na silnicích se nejvíc objevují na přelomu zimy a jara. Podle nových vědeckých poznatků mají ale jinou příčinu, než se běžně předpokládá. Podle expertů totiž není viníkem rozpínání objemu vody při jejím zamrzání, ale jev zvaný kryosukce.
31. 1. 2025
Načítání...