¿Terminator en la vida real?, descubren metal que se ‘repara’ solo

Científicos describieron como piezas de platino y cobre puros curaban espontáneamente las grietas causadas por el metal, al estudiar cómo se forman y propagan dichas grietas en el metal sometido a tensión.

Esto deja la posibilidad de incorporar esta capacidad a los metales para crear máquinas y estructuras autorreparadoras en un futuro relativamente próximo.

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La fatiga del metal se produce cuando este –incluidas piezas de máquinas, vehículos y estructuras– sufre grietas microscópicas tras exponerse a tensiones o movimientos repetidos, daños que tienden a agravarse con el tiempo.

La fatiga del metal puede provocar fallos catastróficos en ámbitos como la aviación (motores a reacción, por ejemplo) y las infraestructuras (puentes y otras estructuras).

METAL SE VUELVE A FUSIONAR: CURACIÓN “SOLDADURA EN FRÍO”

En experimentos en el Laboratorio Nacional Sandia en Nuevo México, los investigadores utilizaron una técnica que tira de los extremos de pequeñas piezas de metal unas 200 veces por segundo. Al principio, se forma una grieta y se extiende.

Pero 40 minutos después del experimento, el metal volvió a fusionarse.

Los investigadores llaman a esta cura “soldadura en frío”.

“La soldadura en frío es un proceso metalúrgico conocido que se produce cuando dos superficies metálicas relativamente lisas y limpias se juntan para reformar los enlaces atómicos”, explica Brad Boyce, científico de materiales de los Laboratorios Nacionales de Sandia, que colaboró en la dirección del estudio publicado en la revista Nature.

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AUTORREPARACIÓN OCURRE A ESCALA NANOMÉTRICA

“A diferencia de los robots autorreparadores de la película ‘Terminator’, este proceso no es visible a escala humana. Ocurre a escala nanométrica, y aún no hemos sido capaces de controlar el proceso”, añadió Boyce.

Los fragmentos de metal tienen un grosor de unos 40 nanómetros y varios micrómetros de ancho.

Aunque la resiliencia solo se ha observado en experimentos con platino y cobre, Boyce dijo que las simulaciones indican que la autorreparación puede ocurrir en otros metales y es “muy plausible” que aleaciones como el acero puedan exhibir esta cualidad.

“Es posible imaginar materiales adaptados para aprovechar este comportamiento”, afirmó Boyce.

“Dados estos nuevos conocimientos, puede haber estrategias alternativas de diseño de materiales o enfoques de ingeniería que podrían idearse para ayudar a mitigar los fallos por fatiga. Además, estos nuevos conocimientos pueden arrojar luz sobre los fallos por fatiga en estructuras existentes, mejorando nuestra capacidad de interpretar y predecir dichos fallos”, añadió Boyce.

El proceso de autocuración se observó en un entorno muy específico utilizando un dispositivo llamado microscopio electrónico.

“Una de las grandes preguntas que deja abiertas el estudio es si el proceso también ocurre en el aire, no solo en el entorno de vacío del microscopio. Pero incluso si solamente ocurre en el vacío, tiene importantes ramificaciones para la fatiga en vehículos espaciales, o la fatiga asociada a grietas subsuperficiales que no están expuestas a la atmósfera”, dijo Boyce.

PREDICCIÓN DE LA AUTOCURACIÓN DEL METAL

Los científicos ya han creado algunos materiales autorreparables, sobre todo plásticos.

Michael Demkowicz, coautor del estudio y catedrático de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad A&M de Texas, predijo hace una década la autorregeneración del metal.

Demkowicz pensó correctamente que, en determinadas condiciones, someter el metal a tensiones que normalmente deberían empeorar las grietas por fatiga podría tener el efecto contrario.

“Ahora creo que las aplicaciones tangibles de nuestros descubrimientos tardarán otros 10 años en desarrollarse”, afirma Demkowicz.

Con información de Reuters, Nature, SNL