Investigadores del Laboratorio Nacional de Sandia y la Universidad A&M de Texas han sido testigos de un hecho insólito que anula algunas de las teorías científicas fundamentales. Por primera vez, han observado cómo piezas de metal se agrietan y luego se vuelven a unir sin intervención humana.
Su hallazgo podría marcar el comienzo de una revolución en la ingeniería con motores, puentes, aviones o incluso robots autorreparables, que fueran más resistentes al desgaste y más duraderos en el tiempo.
«Fue absolutamente impresionante verlo de primera mano. 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 de daño por fatiga a nanoescala».
Ahora bien, ¿cómo fue posible este suceso? Normalmente, las grietas en los metales se hacen cada vez más grandes en lugar de pequeñas. Pero los investigadores descubrieron que, en determinadas condiciones, un metal debería ser capaz de soldar las heridas formadas por el desgaste. Casi de la misma forma que la piel humana se cura después de sufrir una lesión.
Curación en los metales
Los grandes descubrimientos a menudo son accidentales, y este caso no es la excepción. El equipo del Laboratorio en Sandia estaba evaluando cómo se formaban y propagaban las grietas a través de una pieza de platino cuando encontraron que el daño se invirtió.
El trozo de metal del que habían tirado repetidamente a 200 veces por segundo permaneció intacto. Una grieta en el extremo de la grieta se fusionó como si volviera sobre sus pasos, sin dejar rastro de la lesión anterior. Y a los 40 minutos del experimento, todas las grietas volvieron a crecer en otra dirección.
Aunque los científicos ya han creado algunos materiales autorreparables, sobre todo plásticos, la noción de un metal autorreparable siempre se ha considerado ciencia ficción. Esto debido a que algunas de las ecuaciones más básicas excluyen la posibilidad de tales procesos de curación. Pero este experimento, y el modelo informático posterior que realizaron los investigadores, confirman el fenómeno.
Motores, aviones, puentes y robots “autorreparables”
Aún queda mucho por saber sobre la curación de los metales, como por ejemplo, si se puede replicar este proceso en otras piezas más comunes. Hasta ahora solo se ha demostrado que el fenómeno ocurre en metales nanocristalinos en el vacío, pero se desconoce si también puede inducirse en metales convencionales en el aire.
Por tal motivo, este proceso de “autorreparación” será el protagonista de una amplia investigación a partir de ahora. Aunque, sea posible o no generalizar su uso, el descubrimiento sigue siendo un salto adelante en la frontera de la ciencia de los materiales.
Desde las soldaduras de nuestros dispositivos electrónicos hasta los motores de nuestros vehículos o los puentes por los que pasamos, estas estructuras suelen fallar de forma impredecible debido a cargas cíclicas que provocan la aparición de grietas y, finalmente, de fracturas. Pero eso no es lo más preocupante.
Cuando los metales fallan, la industria tiene que hacer frente a costes de sustituir las piezas, la pérdida de tiempo y, en algunos casos, incluso las lesiones o la pérdida de vidas humanas. Son riesgos que todos dábamos por hecho al usar metales, pero que podrían cambiar si estos materiales fueran capaces de autorrepararse.
Así que esperemos que este hallazgo aliente a los investigadores de materiales a considerar que, en las circunstancias adecuadas, hasta las máquinas de metal pueden curarse a sí mismas.
