Metallerin Kendi Kendilerine Tamir Olabildiği Ortaya Çıktı (Ama Çok Yavaş)

Teksas A&M Üniversitesi Sandia Ulusal Laboratuvarlarında araştırmalarına devam eden bilim insanları, metallerin dayanıklılıklarını incelerken beklenmedik bir gözleme imza attı. Özelleştirilmiş bir elektron mikroskobuyla platini inceleyen araştırmacılar, platinin üzerinde bulunan nano ölçekteki çatlakların zamanla kendi kendilerine ortadan kalktığını keşfetti. Bu türlü bir şey daha önce gözlemlenmemişti. 

Metal yorgunluğuna tahlil bulunabilir

Araştırmacılar, vakumlu ortamda inceledikleri 40 nanometrelik aşırı küçük platin katmanlardaki çatlakların zamanla kaybolduğunu, metalin kendini tamir ettiğini gözlemledi. Metallerin üzerindeki baskı ve yaptıkları hareketler bu cinsten çatlaklara neden olabiliyor. Bu çatlaklara yorgunluk hasarı yahut metal yorgunluğu ismi veriliyor. Bir noktadan sonra metal yapıların yıkılmasına neden olabilecek bu olgu, uzun vakittir tahlile kavuşmayı bekliyor. 

Araştırmacıların yaptığı 40 dakikalık gözlemde ise platinin bir süre sonra yeniden birleşmeye başladığı ve çatlakların, âdeta kusursuz bir kaynakla birleştiği göze çarptı. Bu sonucu araştırmacılar da da beklemiyordu. 

Sandia Ulusal Laboratuvarından Malzeme Araştırmacısı Brad Boyce, “Böyle bir şeye ilk elden şahit olmak kesinlikle çarpıcıydı.” sözlerini kullanıyor. Boyce, “Kesinlikle bunu aramıyorduk. Doğruladığımız şey ise metallerin, en azından nano ölçekte yorgunluk hasarı açısından içsel, doğal bir kendilerini yenileme yetenekleri olduğu oldu.” dedi. 

Mühendislikte yeni bir dönem başlayabilir

Şu anda metallerin kendilerini tamir edebilmeleri için gereken şartlar, tamir sürecinin nasıl gerçekleştiği yahut metallerin bu marifetini nasıl kullanabileceğimiz mevzularında kesin bir bilgimiz yok. Tekrar de köprüler, gökdelenler gibi dev yapılardan akıllı telefonlara kadar her yerde kullandığımız metaller için önemli tamirat bedelleri ödeniyor. Bu bedellerin ortadan kalkması ve yapıların ömürlerinin artması insanlığa büyük katkı sağlama potansiyeline sahip. 

Öte yandan yeni gözlemlenen metallerin kendilerini tamir yeteneği çok da beklenmedik değil. Daha önce de Michael Demkowicz isimli bir araştırmacı, metal yapıların gerilime tepki olarak yapılarını değiştirmeleriyle bu özelliklerin açığa çıktığını savunduğu bir model geliştirmişti. Demkowicz’in modeli ile bu çalışma birbirini dayanaklar nitelikte. 

Metallerin kendi kendilerini tamir edebilmesi, soğuk kaynak ismi verilen yolla de açıklanabilir. Bu sistemde, oda sıcaklığında yahut düşük sıcaklıklar da metal yüzeyler gereğince yakınlaştırıldığında atomları bağlar kurarak kaynak yapılmasını sağlıyor. Olağan koşullar altında yan yana koyulan iki metal birleşmiyor zira havadaki parçacıklar yahut kirletici etmenler atomların gereğince yakınlaşmasını engelliyor. Vakumlu ortamda ise bu türlü bir mahzur bulunmuyor. 

Araştırma, Nature’da yayımlandı.