قطعة معدنية متشققة تلتئم ذاتيا في تجربة أذهلت العلماء!
تاريخ النشر: 21st, July 2023 GMT
لاحظ علماء أن معدنا يشفي نفسه، في حدث لم يسبق له مثيل من قبل. وإذا كان من الممكن فهم هذه العملية والتحكم فيها بشكل كامل، فيمكننا أن نكون في بداية عصر جديد تماما من الهندسة.
وقد قام فريق من مختبرات سانديا الوطنية وجامعة تكساس "إيه آند إم"، باختبار مرونة المعدن، باستخدام تقنية مجهر إلكتروني متخصص للإرسال لسحب أطراف المعدن 200 مرة كل ثانية.
وتُعرف الشقوق الناتجة عن نوع الإجهاد الموصوف باسم تلف التعب: الإجهاد المتكرر والحركة التي تسبب فواصل مجهرية، ما يؤدي في النهاية إلى كسر الآلات أو الهياكل. وبشكل مثير للدهشة، بعد حوالي 40 دقيقة من المراقبة، بدأ الكسر في البلاتين في الاندماج معا مرة أخرى وإصلاح نفسه قبل البدء مرة أخرى في اتجاه مختلف.
ويقول عالم المواد براد بويس من مختبرات سانديا الوطنية: "كانت مذهلة للغاية مشاهدته مباشرة. نحن بالتأكيد لم نكن نبحث عنه. ما أكدناه هو أن المعادن لها قدرتها الذاتية والطبيعية على شفاء نفسها، على الأقل في حالة التلف على المستوى النانوي".
وهذه شروط دقيقة، ولا نعرف حتى الآن بالضبط كيف يحدث هذا أو كيف يمكننا استخدامه. ومع ذلك، إذا كنت تفكر في التكاليف والجهود اللازمة لإصلاح كل شيء من الجسور إلى المحركات إلى الهواتف، فليس هناك ما يوضح مدى الاختلاف الذي يمكن أن تحدثه معادن الشفاء الذاتي.
إقرأ المزيد
وعلى الرغم من أن الملاحظة غير مسبوقة، إلا أنها ليست غير متوقعة تماما. في عام 2013، عمل عالم المواد بجامعة تكساس "إيه آند إم" مايكل ديمكوفيتش، على دراسة تنبأت بإمكانية حدوث هذا النوع من التئام الكسر النانوي، مدفوعا بالحبيبات البلورية الدقيقة داخل المعادن التي تغير حدودها بشكل أساسي استجابة للإجهاد.
وعمل ديمكوفيتش أيضا على هذه الدراسة الأخيرة، باستخدام نماذج الكمبيوتر المحدثة لإظهار أن نظرياته التي مضى عليها عقد من الزمن حول سلوك الشفاء الذاتي للمعدن على المقياس النانوي تطابق ما كان يحدث هنا. إن حدوث عملية الإصلاح التلقائي في درجة حرارة الغرفة هو جانب واعد آخر من البحث. ويتطلب المعدن عادة الكثير من الحرارة لتغيير شكله، لكن التجربة أجريت في الفراغ؛ يبقى أن نرى ما إذا كانت نفس العملية ستحدث في المعادن التقليدية في بيئة نموذجية.
ويتضمن التفسير المحتمل عملية تُعرف باسم اللحام البارد، والتي تحدث تحت درجات الحرارة المحيطة عندما تقترب الأسطح المعدنية من بعضها بدرجة كافية حتى تتشابك ذراتها معا. عادة، تتداخل الطبقات الرقيقة من الهواء أو الملوثات مع العملية؛ في بيئات مثل الفراغ في الفضاء، يمكن إجبار المعادن النقية على التقارب بما يكفي لتلتصق حرفيا.
ويقول ديمكوفيتش: "آمل أن تشجع هذه النتيجة الباحثين في المواد على التفكير في أنه في ظل الظروف المناسبة، يمكن للمواد أن تفعل أشياء لم نتوقعها أبدا".
نُشر البحث في مجلة Nature.
المصدر: ساينس ألرت
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: كورونا اكتشافات بحوث
إقرأ أيضاً:
«موانئ أبوظبي» و«منتدى المعادن الأساسية» يتعاونان لتعزيز سلسلة التوريد العالمية
أبوظبي (الاتحاد)
أعلنت مجموعة موانئ أبوظبي، توقيع مذكرة تفاهم مع منتدى المعادن الأساسية لتأسيس شراكة استراتيجية يتم من خلالها تعزيز سلسلة التوريد العالمية للمعادن الأساسية.
وسترتكز دعائم هذا التعاون على شبكة مجموعة موانئ أبوظبي الواسعة من الموانئ والمحطات وخطوط الشحن، التي سيتم من خلالها دعم مهمة المنتدى في توسيع نطاق سلسلة توريد وتجارة المعادن الأساسية.
ويأتي التعاون بين الجانبين تماشياً مع مستهدفات مجموعة موانئ أبوظبي لتمكين التجارة ودفع عجلة النمو الاقتصادي العالمي، لا سيما في ظل التوقعات التي تشير إلى ارتفاع الطلب بشكل ملحوظ على معادن أساسية تشمل الجرافيت والكوبالت والمنغنيز والنيكل والليثيوم، علاوة على دعم جهود إزالة الكربون وزيادة الاعتماد على المركبات والمعدات الكهربائية.
وتشير الوكالة الدولية للطاقة إلى أن إنتاج سيارة كهربائية يتطلب ستة أضعاف المواد اللازمة لإنتاج سيارة تقليدية، لذلك فإن من المتوقع أن يزيد الطلب على مواد الجرافيت والكوبالت والنيكل بمقدار 20 ضعفاً، في حين من المتوقع أن يرتفع الطلب على مادة الليثيوم بمقدار 13 ضعفاً بحلول عام 2040.
كما تشير تقديرات البنك الدولي إلى ضرورة توفير ثلاثة مليارات طن من المعادن الأساسية لإزالة الكربون من منظومة الطاقة العالمية بحلول عام 2050.
وقال الكابتن محمد جمعة الشامسي، العضو المنتدب والرئيس التنفيذي لمجموعة موانئ أبوظبي، إن التعاون مع منتدى المعادن الأساسية خطوة محورية في إطار جهود المجموعة للإسهام في تلبية الطلب العالمي المتزايد على المعادن الأساسية، والتي تُعد ضرورية لإزالة الكربون وتقديم حلول الطاقة المستدامة.
وأضاف أن المجموعة ستتمكن من خلال توظيف بنيتها التحتية عالمية المستوى، وشبكتها الواسعة من الموانئ والمحطات وخطوط الشحن، من دعم سلسلة التوريد وتعزيز مرونتها وتوسيع نطاقها، منوهاً إلى أن هذا التعاون يؤكد التزام «موانئ أبوظبي» بتمكين التجارة ودفع عجلة النمو الاقتصادي العالمي، والإسهام في بناء مستقبل أكثر استدامة.
من جانبه قال روب ستراير، رئيس منتدى المعادن الأساسية، إن شراكة المنتدى مع مجموعة موانئ أبوظبي خطوةً مهمةً نحو ضمان مرونة وتنويع سلسلة توريد المعادن الأساسية عالمياً، مشيراً إلى أن الاعتماد من المناجم إلى منشآت المعالجة والتصنيع، سيسهم في تحقيق أهداف الجانبين المشتركة ذات الصلة.
يذكر أن منتدى المعادن الأساسية يسهم بشكل بارز في تعزيز مرونة وتنوع سلسلة التوريد، من خلال تنسيق جهود التعاون بين الأطراف الرئيسية ذات الصلة، بما في ذلك شركات التعدين والمعالجة والمصنعين والمستثمرين وشركات القطاع العام، والإسهام في تحسين مستوى الشفافية في التسعير وخفض التكاليف وتوقع مستويات العرض والطلب.
أخبار ذات صلة
رسائل طمأنينة للمواطنين| المركزي يثبت الفائدة تأكيدا لتراجع التضخم.. خبير يوضح