【2023年08月03日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）如果有人問你，「金屬斷裂後能自動修復嗎？」答案想必是否定的，因為必須通過某種外力手段才能修復斷裂的金屬，這是常識。然而，美國的科學家卻在實驗中發現，金屬具有自行修復的功能。
美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）和美國德克薩斯農工大學（Texas A&M University）在一項實驗中發現，當對金屬進行反覆拉伸時，由此所產生的裂紋會自動癒合。這意味著，金屬的斷裂可能是可逆的。這一發現刊登在今年7月的《自然》雜誌上。
金屬自癒的概念，大多還停留在科幻小說和影視作品中。目前世上大多數的金屬自癒，依然需要外在熱源和潛在可激活成分，來修復損傷。即使微觀結構特徵在不加熱到環境溫度以上的情況下也可以修復損傷，但金屬中結晶問題也可能影響金屬結構。
實驗中，來自田納西大學諾克斯維爾分校的副教授哈立德·哈塔爾（Khalid Hattar），和來自能源部核能辦公室的克里斯·巴爾（Chris Barr）對40納米（nm）厚度的白金片兩端做每秒200次的拉伸，並用穿透式電子顯微鏡（TEM）觀察金屬中的裂紋是如何形成和擴散的。
實驗進行約40分鐘後，他們驚訝地發現裂紋的一端，像是原路返回一樣重新融合在一起，宛如金屬通過「冷焊」一般將損壞的地方進行了逆轉癒合，似乎沒有留下先前受傷的痕跡。雖然隨著時間的推移裂紋會沿著不同的方向重新生長，但先前的裂紋卻已經癒合。
他們發現在震動過程中，金屬的微觀結構發生了顯著的演變。因為金屬的結晶在震動中偏移了1-2 nm，而這些結晶遷移和裂紋癒合發生在室溫下。
另外，當保持拉伸狀態時，材料還會繼續發生癒合反應，而這過程並未施加任何促進金屬出現「焊接現象」的東西。
該團隊為了探索這種裂紋癒合的潛在機制，他們在原子模型複製實驗中觀察到的裂紋尖端附近的晶粒結構，出現邊界遷移、裂紋側面癒合和擴張現象。
實驗結果顯示，他們在三次白金金屬拉伸裂紋擴展實驗中，成功觀察到兩次金屬癒合情況，且有裂紋遷移現象。另外，這種癒合的現象，並非白金獨有的，因為他們在原子模擬中發現其它金屬也有裂紋癒合能力。
桑迪亞國家實驗室材料博士布拉德·博伊斯（Brad Boyce）對桑迪亞國家實驗室的新聞社表示，「團隊們親眼目睹金屬自行破碎後癒合的驚人現象，而我們也已經證實，金屬是具有其固有的、自然的自我修復能力，至少在納米級疲勞損傷的情況下是這樣。」
博伊斯還表示，他們已經證明這些金屬裂紋癒合是普遍存在，未來可能會成為廣泛研究的主題。儘管存在諸多未知因素，但這項新發現仍為材料科學提供一次飛躍的機會。
