To, co funguje dobře pro naši pokožku, vědci chtějí i pro jiné povrchy: škrábance, které se samy zahojí, praskliny, které se samy opravují. Výzkum probíhá již delší dobu, nyní se objevily zprávy o kovech.
Ve filmu „Terminator 2: Judgment Day“ z roku 1991 prokázal kovový android měnící tvary jedinečnou schopnost: pokud se T-1000 stává zasažen kulkami, jeho povrch se sám zahojí. Byl dokonce schopen se záměrně zkapalnit, a proto jej nebylo možné uzamknout. Čistá sci-fi? Pouze částečně.
Ve studii ,,Nature“ vědci popisují, jak se trhliny v nanoměřítku způsobené únavou kovu spontánně zacelily v platině a mědi. Pochopení procesu by mělo pomoci vytvořit cílené materiály, které se samy opraví, aby v budoucnu zvrátily škody způsobené opotřebením motorů, mostů a letadel. Budovy se tak stanou bezpečnější a odolnější a – měřeno oproti předchozím nákladům na opravy – ušetřilo by se několik miliard Kč.
Tým materiálového výzkumníka Brada Boyce z amerických vládních Sandia National Laboratories v Novém Mexiku není první skupinou s touto vizí. Vědci po celém světě se tím zabývají už desítky let – kromě kovů se pokoušejí pracovat například i s plasty a betonem. Zatím se zvládnutelným úspěchem, i když první betonové výrobky jsou již na trhu.
Čím se současný experiment s kovem odlišuje od předchozích: Tým Boyce tvrdí, že poprvé pozoroval, jak se kusy kovu lámou a znovu taví dohromady bez lidského zásahu. ,,Bylo naprosto ohromující vidět to z první ruky,“ řekl Boyce v tiskové zprávě doprovázející studii.
Samoopravování neboli samoléčení kovu díky ,,svařování za studena“
Pro své experimenty použili vědci techniku, při které se konce malých kousků kovu táhly asi 200 krát za sekundu. Nejprve se vytvořila trhlina, pak se rozšířila. Ale asi po 40 minutách experimentu se kov znovu roztavil, jak tým pozoroval pomocí speciální techniky transmisního elektronového mikroskopu. Vědci toto léčení nazvali „svařování za studena“.
,,Proces studeného svařování je dobře známý metalurgický proces, ke kterému dochází, když se dva relativně hladké a čisté kovové povrchy spojí, aby se obnovily atomové vazby,“ vysvětluje Boyce. ,,Na rozdíl od samoléčebných robotů ve filmu ‚Terminátor‘ není tento proces na lidské úrovni viditelný. Děje se to v nanoměřítku a my ještě musíme tento proces kontrolovat,“ citovala Boyce agentura Reuters.
Kousky kovu byly asi 40 nanometrů tlusté a několik mikrometrů široké. Boyce a kolegové tento proces pozorovali pouze při experimentech s platinou a mědí. Simulace týmu však naznačují, že k samoléčení může dojít i v jiných kovech. Je ,,zcela pravděpodobné“, že slitiny jako ocel mají tuto vlastnost, řekl materiálový vědec.
,,Vzhledem k těmto novým zjištěním by mohly být vyvinuty alternativní strategie návrhu materiálů nebo technické přístupy, aby se zabránilo únavovým poruchám,“ pokračoval výzkumník materiálů. Doufá, že v budoucnu předpoví, kdy materiál znepokojivě zeslábne.
Ještě deset let?
Před deseti lety výzkumná skupina vedená spoluautorem Michaela Demkowicze z Texas A&M University předpověděla, že proces samoléčení je teoreticky možný. Nyní došlo k potvrzení v experimentu. Stále však zůstává mnoho otázek, včetně toho, zda se proces ukáže jako praktický nástroj ve výrobě. Trhliny se mohou opět uzavřít v nanokrystalických kovech ve vakuu, ale stále není jasné, zda se to stane i s konvenčními kovy ve vzduchu. „Odhaduji, že bude trvat dalších deset let, než budou naše poznatky implementovány do konkrétních aplikací,“ předpovídá s jistotou Demkowicz.
„Když jsem poprvé předpověděl, někteří v tisku říkali, že pracuji na T-1000. Pořád je to sci-fi,“ řekl Demkowicz agentuře Reuters. „Na konci televizního seriálu Battlestar Galactica však posádka upravila technologii používanou Cylony – fiktivní robotickou rasou – k léčení únavového poškození jejich lodi, díky čemuž se kov choval spíše jako organická tkáň schopná léčit své vlastní rány.“ Myslím, že je to spíš ono.
Zdroj: spiegel, Vapol