科學家們第一次觀察到金屬碎片在沒有人為干預的情況下破裂并重新融合在一起。如果這一新發現能夠被利用,它可能會引發一場工程革命,推動自我修復發動機、橋梁和飛機的發展,從而消除磨損造成的損害,使這些結構變得更加安全和持久。這項發現由美國桑迪亞國家實驗室和得克薩斯農工大學的研究團隊于19日在《自然》雜志上發表。這次研究團隊觀察到的裂縫是納米級的,雖然很小但卻舉足輕重。桑迪亞國家實驗室的材料科學家布拉德·博伊斯表示,從電子設備中的焊點到車輛的發動機,再到開車經過的橋梁,這些結構經常由于循環載荷而出現不可預測的故障,從而導致裂縫萌生并最終斷裂。在過去,自我修復金屬的概念一直僅存在于科幻小說中。
以前的理論認為,金屬裂縫只會變大,而不會變小。但在2013年,科學家發表了一項基于計算機模擬結果的新理論,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家實驗室聯合運營的集成納米技術中心,這一理論得到了證明。研究團隊開發了一種每秒可重復拉動金屬末端200次的技術,并使用專門的電子顯微鏡來評估裂縫是如何在一塊納米級的鉑片上形成和擴展的。在實驗進行了大約40分鐘后,損傷發生逆轉。裂縫的一端重新融合在一起,沒有留下曾經受損的痕跡。隨著時間的推移,裂縫又沿著不同的方向重新擴展。研究團隊表示,這一發現是材料科學前沿的一次飛躍。
金屬具有多種特性,其中包括以下五種:首先,金屬通常具有良好的延展性,這種特性使得金屬可以被制成各種所需的形狀,如金屬模具等。其次,金屬都具有良好的導電性和導熱性,這使得金屬可以被制成電極、加熱器皿等。第三,金屬一般都是固態的,例如鐵、銅、鋁等都是固態金屬。但是,汞是一種特殊的金屬,通常情況下呈液態存在。第四,金屬一般以化合態的形式存在,因為金屬的屬性比較活潑。雖然少數金屬如金、鉑、銀和鉍是游離金屬,但它們也具有氧化性。活動性越弱的金屬形成的離子氧化性越強,而金屬都具有還原性,活動性越弱的金屬還原性越弱。最后,大部分金屬都可以與氧氣發生反應。