Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2023

‘Stunning’ discovery: Metals can heal themselves

0
‘Stunning’ discovery: Metals can heal themselves Sandia National Laboratories researcher Ryan Schoell uses a specialized transmission electron microscope technique developed by Khalid Hattar, Dan Bufford and Chris Barr to study fatigue cracks at the nanoscale.
Sandia National Laboratories researcher Ryan Schoell uses a specialized transmission electron microscope technique developed by Khalid Hattar, Dan Bufford and Chris Barr to study fatigue cracks at the nanoscale.

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.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Совладелец «ТЕХНОНИКОЛЬ» Игорь Рыбаков запустил на Дальнем Востоке бизнес-клуб «Эквиум»

Пожар в центре Москвы локализован на площади 600 квадратных метров

Заместитель генерального директора ГПМ Радио по дистрибуции и технологиям отмечен наградой «Медиа-Менеджер России – 2024»

Куда сходить москвичам и гостям столицы 13 июля - Мытищинский форсаж: часть вторая


Йошкар-Ола готовит будущих чемпионов по фитнес-аэробике РФ

Артисты с удовольствием поздравляли друг друга - Театр и Концерт, Россия и Дети, Культура

Выставка «Интерткань» представляет участников раздела «Пряжа и нити»

Как выглядеть молодо после 50 лет: рабочие способы


Sky Sports issue grovelling apology to Nottingham Forest after Gary Neville’s ‘Mafia gang’ outburst

Portugal vs France – Euro 2024: Ronaldo and Mbappe have one last dance in quarter-final tie – stream FREE, TV, team news

Leeloo Dolls: Your Premier Destination for Realistic Sex Dolls

‘I made it work that night’: Stevenson reflects on negative fan response as he readies for next outing


ТСД промышленного класса Saotron RT-T60

Ограничивается движение большегрузов по трассе М-5 Урал в Самарской области

Институт iSpring запустил программу партнёрства с ИТ-компаниями

Вернувшийся из районов СВО сводный отряд спецназа Росгвардии встретили в Москве


Релиз Otherworld Three Kingdoms на смартфонах — новичкам дают 100 гача-круток

Escape From Tarkov studio Battlestate Games has put a bounty on cheaters

The internet is not a free-for-all—we shouldn't let big tech companies wish copyright out of existence

Dead Space x Battlefield 2042 crossover event looks fun, even if it isn't quite what Dead Space fans have been hoping for



Пять летевших в Москву самолетов сели в Нижнем Новгороде

Движение поездов Павелецкого направления МЖД восстановили в обе стороны

Тишковец рассказал о погоде в Москве на выходных

Вильфанд сообщил о прекращении опасных для здоровья "египетских ночей" в столице




В Москве арестован иностранец, ударивший ножом в грудь повара бара

Заместитель генерального директора ГПМ Радио по дистрибуции и технологиям отмечен наградой «Медиа-Менеджер России – 2024»

В ход шла арматура и кирпичи. Азиаты толпой избили ветерана ФСБ. Но их даже искать не хотели

Совладелец «ТЕХНОНИКОЛЬ» Игорь Рыбаков запустил на Дальнем Востоке бизнес-клуб «Эквиум»


Российский тренер называл казахстанских футболистов "плохими и зажравшимися"

Котельную ГЭМЗ в Солнечногорске реконструируют к 2026 году

Появились кадры погони полицейских за курьером на электробайке в Москве

Облачность и кратковременный дождь ожидает москвичей 6 июля


Помощник Медведева заявил, что «дух Навального жив» и продолжает публиковать фейки о связи с «Мираторгом»

Рублёв впервые с 2021 года проиграл в первом круге турнира Большого шлема

Более 100 спортсменов в Саратове принимают участие в Кубке России по настольному теннису памяти Паралимпийской чемпионки Наталии Мартяшевой

Уимблдон. 4 июля. Марреи сыграют пару последним запуском на Центральном корте, Зверев сыграет на Корте №1


Два человека пострадали при падении деревьев во время урагана в Москве

Следком: обвиняемый в покушении на убийство повара иностранец будет арестован

Волонтеры помогли экс-полицейской, оставшейся без денег, вернуться из Таиланда

Российский тренер называл казахстанских футболистов "плохими и зажравшимися"


Музыкальные новости

Орбакайте обратилась к Пугачевой со сцены в Израиле

SHAMAN споет оренбуржцам на День города

Тур Валерия Гергиева и музыкантов Мариинского театра по Золотому кольцу откроется во Владимире

VK Fest проведёт для бесплатную вечеринку перед крупнейшим open-air страны



Вильфанд сообщил о прекращении опасных для здоровья "египетских ночей" в столице

Движение поездов Павелецкого направления МЖД восстановили в обе стороны

В ОМ Девелопмент рассказали, как рынок отреагирует на отмену льготной ипотеки

Пять летевших в Москву самолетов сели в Нижнем Новгороде


МТС прокачала мобильный интернет на вокзалах Владимира

Татарстан поднимает ставки: Минниханов удвоил подъемные контрактникам – до 1,5 миллиона

Собянин: Утвержден проект участка метро от «Липовой рощи» до «Ильинской»

Победитель Олимпиады-80 Николай Корольков умер в возрасте 77 лет


В Москве во время урагана «Орхан» из-за падения деревьев пострадали два человека

Пробежал, как тень: неизвестный мужчина выскочил под колёса машины на трассе М-5

Два человека пострадали в Москве во время урагана

Водитель «Теслы» погиб в ДТП в Москве


«Ни Америке, ни России не нужна гонка ядерных вооружений» // Как 15 лет назад Барак Обама впервые посетил Москву

Моди собирается обсудить торговый дисбаланс с Путиным в Москве

Орбану предрекли волну ограничений от союзников Венгрии из-за поездки в Москву

Премьер Индии собирается в Москву, чтобы просить Путина освободить индийцев из армии РФ





Депутат МГД Семенников проверил ход работ по капремонту взрослой поликлиники в Северном Бутове

Вильфанд сообщил о прекращении опасных для здоровья "египетских ночей" в столице

Оливки или маслины: доктор Кутушов раскрыл их преимущества

В столице наградили лучших ветеринарных врачей


В Киеве заявили о невменяемом поведении Зеленского

Кир Стармер заверил Зеленского в продолжении поддержки Великобритании

Путин и Зеленский отвергли идею Орбана о прекращении огня

Ушаков: Орбан не передавал Путину посланий от Зеленского


Обновленный стадион "БАМ" открыли к юбилею магистрали

Шахматы и йога: что ждет посетителей «Лета в Москве. Все на улицу!» в выходные

Росгвардейцы обеспечили общественную безопасность на футбольном матче «ЦСКА» — «ОФК Белград» в Москве

Тренер Игнатьев не верит, что ЦСКА поборется за чемпионство в новом сезоне РПЛ




Собянин объявил о запуске программы льготного кредитования для инвесторов

Мэр Москвы вручил государственные награды врачам и медицинским сестрам

Собянин пригласил посетить форум-фестиваль «Территория будущего. Москва-2030»

Собянин рассказал о реализации программы реновации в Москве


В Подмосковье росгвардейцы провели тематическую встречу с детьми

Москвичам объяснили, как связаны смерчи и массовая застройка

Жителей и гостей Москвы предупредили о новой волне аномальной жары

Депутат Михаил Мурзаков провел в Мытищах прием избирателей


Путин поздравил Масуда Пезешкиана с избранием на пост президента Ирана

Два человека пострадали при падении деревьев во время урагана в Москве

Волонтеры помогли экс-полицейской, оставшейся без денег, вернуться из Таиланда

Прием заявок на конкурс граффити «Стены» стартовал в Москве


Сергей Собянин утвердил проект нового участка Рублево-Архангельской линии метро

Собянин: Утвержден проект участка метро от «Липовой рощи» до «Ильинской»

Терминал сбора данных (ТСД) промышленного класса SAOTRON RT42G

Жителей Поморья приглашают на «Семейный пикник»


Героико-патриотическая выставка «И грянул бой, Полтавский бой!»

В Крыму девушка на электросамокате рассекла лоб полуторагодовалой девочке

Глава Симферополя ходит на работу в рубашке polo итальянского дизайнера

Выставка-настроение «Семья, согретая любовью, всегда надежна и крепка»


Двухэтажное административное здание загорелось на Люблинской улице

Еще один скорый поезд запустят из Петрозаводска в Москву

Следком: обвиняемый в покушении на убийство повара иностранец будет арестован

Облачность и кратковременный дождь ожидает москвичей 6 июля












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Матч Медведева на Уимблдоне остановили из-за дождя






«Ни Америке, ни России не нужна гонка ядерных вооружений» // Как 15 лет назад Барак Обама впервые посетил Москву

МЧС: в Подмосковье из-за непогоды повреждено 11 машин

В Каргополе развернулся «Театр народной жизни»

В Щелкове проходит ярмарка для всех