Gli scienziati del Sandia National Laboratories (Stati Uniti) hanno scoperto qualcosa che avevamo visto soltanto nei film di fantascienza. Metallo in grado di auto-ripararsi a seguito di esplosioni o proiettili, come avveniva per l’androide di “Terminator 2: Il Giorno del Giudizio“.
L’esperimento condotto su scala nanometrica con platino e rame ha mostrato che le crepe causate dall’affaticamento del metallo si sono auto-riparate. Secondo gli scienziati, è ragionevole pensare che il processo possa essere ingegnerizzato nei metalli per creare macchine e strutture autorigeneranti in un futuro relativamente prossimo.
Come un tessuto umano
Si parla di fatica in un metallo quando subisce crepe microscopiche dopo essere stato sottoposto a sollecitazioni o movimenti ripetuti, danni che tendono a peggiorare nel tempo. La fatica del metallo può causare guasti gravi in tutti i settori critici (per esempio l’aeronautica) o nelle infrastrutture portanti (per esempio i ponti).
È facile immaginare quanto sarebbe importante disporre di un procedimento auto-riparante, un po’ come avviene per i tessuti umani, che garantirebbe una manutenzione automatica delle parti metalliche danneggiate.
La saldatura a freddo
I ricercatori americani hanno utilizzato una tecnica che tirava le estremità dei minuscoli pezzi di metallo circa 200 volte al secondo per provocare crepe nel materiale che, dopo circa 40 minuti dall’inizio dell’esperimento, si è fuso di nuovo insieme. Un fenomeno che gli scienziati hanno chiamato saldatura a freddo e che era stato teoricamente previsto dieci anni or sono da Michael Demkowicz, professore di scienza e ingegneria dei materiali alla Texas A&M University. Fu lui a capire che in determinate condizioni, sottoporre il metallo ad uno stress che normalmente dovrebbe peggiorare le crepe dovute alla fatica, potrebbe avere invece l’effetto opposto.
La saldatura a freddo è un processo metallurgico che si verifica quando due superfici di metallo relativamente lisce e pulite vengono unite per riformare i legami atomici. Non è qualcosa di visibile ad occhio nudo poiché si verifica su scala nanometrica e, allo stato attuale, non è ancora possibile controllare il processo.
Ci vorranno ancora 10 anni di ricerche
Tuttavia, la conoscenza di questo processo ci porterà a nuove strategie di progettazione dei materiali e a nuovi approcci ingegneristici per mitigare il cedimento per fatica.
Secondo i ricercatori, per vedere applicazioni tangibili di questa importante scoperta, ci vorranno almeno altri dieci anni di ricerche.
L’intero studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
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