科学家首次目睹金属自我修复过程

科学家们第一次观察到金属碎片在没有人为干预的情况下破裂并重新融合在一起。如果这一新发现能够被利用，它可能会引发一场工程革命，推动自我修复发动机、桥梁和飞机的发展，从而消除磨损造成的损害，使这些结构变得更加安全和持久。这项发现由美国桑迪亚国家实验室和得克萨斯农工大学的研究团队于19日在《自然》杂志上发表。这次研究团队观察到的裂缝是纳米级的，虽然很小但却举足轻重。桑迪亚国家实验室的材料科学家布拉德·博伊斯表示，从电子设备中的焊点到车辆的发动机，再到开车经过的桥梁，这些结构经常由于循环载荷而出现不可预测的故障，从而导致裂缝萌生并最终断裂。在过去，自我修复金属的概念一直仅存在于科幻小说中。

以前的理论认为，金属裂缝只会变大，而不会变小。但在2013年，科学家发表了一项基于计算机模拟结果的新理论，即在一定条件下，金属能够愈合因磨损而形成的裂缝。在桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的集成纳米技术中心，这一理论得到了证明。研究团队开发了一种每秒可重复拉动金属末端200次的技术，并使用专门的电子显微镜来评估裂缝是如何在一块纳米级的铂片上形成和扩展的。在实验进行了大约40分钟后，损伤发生逆转。裂缝的一端重新融合在一起，没有留下曾经受损的痕迹。随着时间的推移，裂缝又沿着不同的方向重新扩展。研究团队表示，这一发现是材料科学前沿的一次飞跃。

金属具有多种特性，其中包括以下五种：首先，金属通常具有良好的延展性，这种特性使得金属可以被制成各种所需的形状，如金属模具等。其次，金属都具有良好的导电性和导热性，这使得金属可以被制成电极、加热器皿等。第三，金属一般都是固态的，例如铁、铜、铝等都是固态金属。但是，汞是一种特殊的金属，通常情况下呈液态存在。第四，金属一般以化合态的形式存在，因为金属的属性比较活泼。虽然少数金属如金、铂、银和铋是游离金属，但它们也具有氧化性。活动性越弱的金属形成的离子氧化性越强，而金属都具有还原性，活动性越弱的金属还原性越弱。最后，大部分金属都可以与氧气发生反应。