'금속 미세 균열' 자발적 치유 VIDEO: Microscopic Cracks in Metal Can Spontaneously Heal
산디아 국립 연구소 통합 나노기술 센터 연구팀
금속의 미세 균열은 자발적으로 치유될 수 있다 냉간 용접은 미래의 자가 수리 장치에 대한 희망을 제공한다.
금속의 미세한 균열은 스스로 치유될 수 있으며, 이는 자가 수리 기계가 언젠가 그들이 입은 손상을 되돌릴 수 있음을 시사한다고 새로운 연구가 밝혔다.
기계의 금속 부품이 반복적으로 응력에 노출되면 미세한 균열이 형성되어 부품이 부서질 때까지 시간이 지남에 따라 커지고 퍼진다. 이러한 피로는 종종 재앙적이고 예측할 수 없는 방식으로 금속 구조의 모든 붕괴의 최대 90%에 책임이 있다.
이전의 연구는 잠재된 치유 성분을 활성화하기 위해 열이 가해진 후 스스로 수리할 수 있는 금속을 조사했다. 이제 과학자들은 금속의 미세한 균열이 완전히 저절로 사라질 수 있다는 것을 발견했다.
"이 발견은 결국 금속의 피로 균열을 완화하기 위한 새로운 전략으로 이어질 수 있다."라고 뉴멕시코주 앨버커키에 있는 산디아 국립 연구소의 통합 나노기술 센터의 재료 과학자인 연구 수석 저자 브래드 보이스는 말한다.
그 새로운 연구에서, Sandia의 연구자들은 원래 어떻게 균열이 40 나노미터 두께의 백금 호일 조각에서 형성되고 퍼져 진공에서 유지되는지를 분석하고 있었다. 전자 현미경에 들어갈 수 있는 Sandia의 요청으로 개발된 새로운 도구를 사용하여, 연구자들은 호일에 스트레스를 주기 위해 1초에 200번 금속의 가장자리를 반복적으로 당겼다.
놀랍게도, 실험이 있은 지 약 40분 만에 손상은 방향을 바꿨다. 균열의 한쪽 끝은 길이의 18 nm를 따라 다시 합쳐져 흔적을 남기지 않았다. 시간이 흐르면서, 실험이 계속됨에 따라, 균열은 다른 방향을 따라 다시 열렸다.
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이러한 자가 치유의 비밀은 차가운 용접으로 알려진 현상이다. 금속은 금속 결합에 의해 결합되어 있는데, 이 결합은 각 원자의 가장 바깥쪽 전자가 물질의 전체 구조를 자유롭게 돌아다닐 수 있다. 이것은 평평하고 깨끗한 두 금속 조각이 접촉하면 함께 융합될 수 있다는 것을 의미한다. 금속 결합의 특성은 각 금속 조각의 원자와 자유 전자의 경우 두 조각 사이에 구분이 없으며 마치 하나의 결합된 것처럼 행동한다는 것을 의미한다.
황기철 콘페이퍼 에디터 국토부 인플루언서
Ki Chul Hwang Conpaper editor influencer
Microscopic Cracks in Metal Can Spontaneously Heal
(Source: spectrum.ieee.org/cold-welding)
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