金屬納米級(jí)自我修復(fù)的藝術(shù)渲染圖。綠色標(biāo)記了裂縫形成的地方，然后又融合在一起。紅色箭頭表示意外觸發(fā)該現(xiàn)象的拉力方向。圖片來(lái)源：桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

科技日?qǐng)?bào)北京7月19日電 （記者張佳欣）科學(xué)家們首次目睹了金屬碎片在沒(méi)有任何人為干預(yù)的情況下破裂，然后又重新融合在一起。如果新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象能夠被利用，它可能會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)工程革命。在這場(chǎng)革命中，自我修復(fù)的發(fā)動(dòng)機(jī)、橋梁和飛機(jī)可消除磨損造成的損害，使其變得更安全、更持久。美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)19日在《自然》雜志上描述了此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。

此次，研究團(tuán)隊(duì)看到消失的裂縫是納米級(jí)的裂縫，雖小卻舉足輕重。桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)家布拉德·博伊斯表示，從電子設(shè)備中的焊點(diǎn)到車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，再到開(kāi)車經(jīng)過(guò)的橋梁，這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常由于循環(huán)載荷而出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的故障，從而導(dǎo)致裂縫萌生并最終斷裂。

自我修復(fù)金屬的概念在很大程度上一直僅存在于科幻中。此前理論認(rèn)為，金屬裂縫只會(huì)變大，而不會(huì)變小。2013年，科學(xué)家發(fā)表了一項(xiàng)基于計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的新理論，即在一定條件下，金屬能夠愈合因磨損而形成的裂縫。在桑迪亞和洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合運(yùn)營(yíng)的集成納米技術(shù)中心，這一理論得到了證明。

研究團(tuán)隊(duì)此次開(kāi)發(fā)了一種每秒可重復(fù)拉動(dòng)金屬末端200次的技術(shù)，并使用專門的電子顯微鏡來(lái)評(píng)估裂縫是如何在一塊納米級(jí)的鉑片上形成和擴(kuò)展的。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大約40分鐘后，損傷發(fā)生逆轉(zhuǎn)。裂縫的一端重新融合在一起，沒(méi)有留下曾經(jīng)受損的痕跡。隨著時(shí)間的推移，裂縫又沿著不同的方向重新擴(kuò)展。

團(tuán)隊(duì)表示，這一發(fā)現(xiàn)是材料科學(xué)前沿的一次飛躍。

【總編輯圈點(diǎn)】

這幾乎相當(dāng)于材料界的“破鏡亦重圓”！此次科學(xué)家雖然目睹了真空中納米晶體金屬發(fā)生了自我修復(fù)的情況，卻還有很多未知之處。關(guān)于金屬自我修復(fù)過(guò)程，人們知其然但不知其所以然，也不清楚是否能在現(xiàn)實(shí)世界空氣中的傳統(tǒng)金屬中，誘導(dǎo)出同樣的現(xiàn)象。這其中的神秘和不確定性，正是科學(xué)研究進(jìn)一步展開(kāi)的推動(dòng)力。