Como si se saliera de una película de Iron Man, un grupo de científicos de Albuquerque ha observado cómo las grietas de un metal se han fusionado sin ninguna intervención humana. Esto podría marcar el comienzo de una revolución en la ingeniería y un ahorro de miles de millones de dólares. Aquí los detalles.
El equipo de investigación de Sandia National Laboratories y la Universidad de Texas A&M publicó sus hallazgos en la revista Naturaleza, describiendo cómo los metales poseen una sorprendente capacidad intrínseca para curarse a sí mismos, especialmente en el caso del daño por fatiga a nanoescala.
«Esto fue absolutamente impresionante de ver de primera mano», dijo el científico de materiales de Sandia, Brad Boyce.
«Lo que hemos confirmado es que los metales tienen su propia capacidad intrínseca y natural para curarse a sí mismos, al menos en el caso del daño por fatiga a nanoescala», dijo Boyce.
El daño por fatiga es una causa común del desgaste y rotura de máquinas, donde el estrés repetido forma grietas microscópicas que, con el tiempo, se agrandan hasta que se producen fallas catastróficas.
Desde dispositivos electrónicos hasta motores y puentes, estas estructuras a menudo colapsan debido a la formación y propagación de grietas, lo que tiene un impacto económico significativo y, en ocasiones, incluso provoca lesiones o pérdidas de vidas. Estos fracasos, por ejemplo, general pérdidas de cientos de miles de millones de dólares cada año en Estados Unidos.
De la ciencia ficción a la realidad
Hasta ahora, los materiales de autocuración eran en su mayoría plásticos, y la idea de metales autocurativos pertenecía al ámbito de la ciencia ficción. Sin embargo, el descubrimiento inesperado en 2013 de Michael Demkowicz, profesor en la Universidad de Texas A&M, respaldado por simulaciones por computadora, desafió la teoría convencional al afirmar que bajo ciertas condiciones, el metal podría soldar grietas cerradas formadas por el desgaste.
El hallazgo sorprendente de que su teoría era correcta ocurrió durante un experimento en el Centro de Nanotecnologías Integradas, una instalación de usuario del Departamento de Energía operada por Sandia y Los Álamos.
Mientras evaluaban cómo se formaban y propagaban grietas en una pieza de platino a nanoescala, utilizando una técnica especializada de microscopio electrónico, los investigadores notaron que, de manera inesperada, una grieta se fusionó y desapareció, para luego volver a crecer en una dirección diferente.
Este descubrimiento confirmó la teoría de Demkowicz, quien replicó el experimento en un modelo de computadora, demostrando que el fenómeno observado en Sandia coincidía con su teoría previa. Aunque el proceso de autocuración aún tiene muchas incógnitas, su aplicación en un entorno de fabricación sigue siendo una cuestión de investigación.
Los científicos no saben con certeza si este fenómeno también puede ocurrir en metales convencionales en el aire, pero este hallazgo sigue siendo un avance importante en la ciencia de los materiales.