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

Datli při bušení do dřeva hekají jako tenisté, aby se udrželi na stromě

Slyšet hekat datla je nemožné. Tyto zvuky přehlušuje bušení do kmene stromu, které může být hlasitější než pneumatické kladivo. Vědci teď popsali, jak je možné, že tito ptáci mohou udeřit až třicetkrát za jedinou sekundu.
před 13 hhodinami

Rok 2025 bude podle WMO druhý nebo třetí nejteplejší v dějinách měření

Řada minulých let patřila k těm nejteplejším za dobu, co se provádí měření. Série výjimečných teplot pokračovala i v roce 2025, který bude podle zprávy Světové meteorologické organizace (WMO) o stavu globálního klimatu druhým nebo třetím nejteplejším rokem v historii.
před 15 hhodinami

750 milionů na českou vědu. Tři týmy získaly prestižní evropské granty

Překonat genetickou poruchu vedoucí k vážným onemocněním, zkoumat vztah systému politických stran a společenských konfliktů na Blízkém východě a v severní Africe a zjistit, co se stalo s Evropou po pádu Římské říše. To jsou cíle ERC Synergy grantů, které 6. listopadu získaly tři týmy z České republiky. Každý grant získal podporu zhruba dvou set padesáti milionů korun na šest let.
před 17 hhodinami

Při průzkumu D55 u Přerova našli archeologové pozůstatky pravěkých vesnic

Pozůstatky několika pravěkých osad, ale i významné nálezy staré až sedm tisíc let objevili archeologové při výzkumu před stavbou dálnice D55 mezi Kokory a Přerovem. Výzkum, který navazuje na skrývky ornice, odhalil přes tři sta archeologických objektů z období od mladší doby kamenné až po dobu železnou. Mezi nejzajímavější nálezy patří rozsáhlý takzvaný hliník ze střední doby bronzové a celý půdorys neolitické stavby, informoval Marek Kalábek z Archeologického centra Olomouc. Stavba druhé části této dálnice by měla začít příští rok.
před 17 hhodinami

Čeští vědci vylepšili nanomotor. Je to důležitý krok k molekulárním strojům

Čeští vědci udělali další krok v cestě k plně autonomním strojům velkým jako pouhé molekuly.
před 18 hhodinami

AI může zničit reklamní model internetu, varuje tvůrce webu

Multimiliardový reklamní model, na němž stojí ekonomika internetu, by se mohl rozpadnout kvůli rozmachu generativní umělé inteligence (AI) a takzvaných velkých jazykových modelů (LLM), jako je například ChatGPT. Na konferenci o AI pořádané deníkem Financial Times před tím varoval Tim Berners-Lee, tvůrce systému World Wide Web (WWW), na němž stojí internet.
před 19 hhodinami

Česko zalehla mlha. Meteorolog vysvětluje proč

„Jasno až polojasno, zpočátku místy mlhy nebo nízká oblačnost, která se ojediněle udrží do odpoledních hodin.“ Tak zní často předpověď počasí v tomto týdnu pro české území. Proč se nad tuzemskem právě v této době usadila mlha jako z hororu od Stephena Kinga?
před 20 hhodinami

Moderní léčba cystické fibrózy navrací pacientům normální život

Nový život, se kterým už ani nepočítali. Tak mluví pacienti s cystickou fibrózou o přínosech moderní léčby. Vrozená nemoc postihuje především dýchání a trávení. Dřív se tito lidé dožívali pětadvaceti let, dnes zakládají rodiny a budují kariéry. Jejich příběhy připomíná charitativní kalendář pacientské organizace. Upozorňuje i na ty, pro které účinné léky zatím nejsou.
před 22 hhodinami
Načítání...