Металлын өөрийгөө засах чадварын судалгааг танилцуулав

Энэхүү ойлгодоггүй зүйлийг "Иймэрхүү зүйл тохиолдох ёсгүй" гэж нэрлэж болох бөгөөд 2023 онд шинжлэх ухааны судалгаанд металл хэсэг өөрийгөө засаж байгааг ажиглан, сонирхолтой үр дүнг гаргасан байна. Энэ засвар нь нано хэмжээний түвшинд явагдсан боловч, энэ процессын физик зарчмыг ойлгож чадсанаар инженерчлэлийн шинэ эрин үеийг илүү амжилттай эхлүүлж магадгүй юм.
Сандиа үндэсний лаборатори болон Техас АМ их сургуулийн судалгааны баг нь вакуумд дэмжигдсэн жижиг платины хэсгийг 200 дахин секундын хугацаанд металлын төгсгөлүүдийг татаж, түүний тэсвэр хатуужлыг туршиж байжээ. Ингэснээр тэд 40 нанометр зузаантай металлын вафер дээр өөрийгөө засах процессийг гүнзгий хэмжээнд ажигласан байна.
Дээрх зүйлийн нөлөөнд орсон ан цаваас үүдэлтэй гэмтлүүдийг яагаад "ядаргаа гэмтэл" гэж нэрлэдэг вэ гэвэл, энэ нь давтан стресс болон хөдөлгөөнөөр үүссэн бичил хагарал бөгөөд эцэстээ механизм эсвэл бүтцийг эвдрэхэд хүргэдэг. Гайхамшигтай нь, 40 минутын ажиглалтаас хойш платины хагарал дотроо нэгдэж, өөрийгөө засаж эхэлсэн байна.
Сандиа үндэсний лабораторийн материал судлаач Брад Бойс "Энэ нь урьд өмнө нь үзээгүй гайхамшигтай зүйл байсан" гэж хэлжээ. “Бид үүнийг хайж байгаагүй. Бидний баталгаажуулсан зүйл бол металлууд өөрсдийн дотоод, байгалийн чадвараар өөрсдийгөө засах боломжтой гэдгийг харуулж байна, ядаж нано түвшинд ядаргаа гэмтлийн тохиолдолд.”
Эдгээр нь нарийн нөхцөл бөгөөд бид үүнийг хэрхэн яаж гаргахыг мэдэхгүй байна. Гэхдээ, гүүр, хөдөлгүүр, утаснуудаас эхлээд засварлах зардал, хүч чармайлт хэр их байгааг бодоход, өөрийгөө засах металлууд ямар их өөрчлөлт авчрах боломжтойг төсөөлөхөд хэцүү.
Энэхүү ажиглалт онцгой боловч, бүрэн хүлээлттэй бус. 2013 онд Техас АМ их сургуулийн материал судлаач Майкл Демковиц энэ төрлийн нано хагарал засах үйл явц гарна гэж таамаглаж байсан бөгөөд энэ нь металлын доторх жижиг кристалийн үр зүйлийн хилийг стрессийн нөлөөнд хариу үйлдэл үзүүлж, шилжихээс үүдэлтэй юм.
Демковиц мөн энэ судалгаанд оролцсон бөгөөд компьютерийн шинэ загваруудыг ашиглан, металлын өөрийгөө засах зан байдлын тухай түүний 10 жилийн өмнөх онолын зөвлөгөө уг судалгааны үр дүнтэй нийцэж байгааг харуулсан байна.
Энэхүү автомат засах процесс нь өрөөнд температурт явагдсан нь судалгааны өөр нэг зөвшөөрөгдсөн тал юм. Металл ихэнхдээ хэлбэрээ өөрчлөхийн тулд их хэмжээний дулаан шаарддаг боловч, туршилт нь вакуумд явагдсан; энэ процесс стандарт металлд энгийн орчинд явагдах эсэх нь одоо харагдаагүй байна.
Нэг боломжит тайлбар нь “хүйтэн гагнуур” гэж нэрлэгдэх процесс бүхий үйл явц байж болох бөгөөд энэ нь металл гадаргуу нь агаарын ихэнх хэсэгнээс хооронд нь ойртох үед олдож болно. Ихэвчлэн агаарын нимгэн давхарга эсвэл бохирдол уг процессийг саатуулдаг; харин орон зайгийн вакуум мэт орчинд цэвэр металлууд нэг дор ойртох үед үнэхээр наалддаг.
“Миний найдвар бол энэ нээлт нь материал судлаачдыг зөв нөхцөлд металлуудыг угтаж, хэзээ ч хүлээж байгаагүй зүйлийг хийх боломжтой гэж бодохыг урамшуулах болно” гэж Демковиц хэлжээ.
Энэхүү судалгаа нь Nature сэтгүүлд хэвлэгджээ.
Энэхүү нийтлэл нь 2023 оны долдугаар сард хэвлэгдсэн анхны хувилбараас үүдэлтэй юм.