Metal se autocura em experimento que surpreende cientistas

Em um experimento que desafia as expectativas, cientistas observaram um metal se curando espontaneamente. Este fenômeno, se plenamente compreendido e controlado, pode inaugurar uma nova era na engenharia e na ciência dos materiais.

A pesquisa, conduzida por uma equipe dos Laboratórios Nacionais de Sandia e da Universidade Texas A&M, publicada em 2023 na revista Nature, inicialmente tinha como objetivo testar a resistência de um metal. Utilizando uma técnica especializada de microscopia eletrônica de transmissão, os pesquisadores aplicaram uma tensão que puxava as extremidades de uma amostra de platina 200 vezes por segundo.

O fenômeno da autocura foi observado em uma peça de platina de 40 nanômetros de espessura, suspensa no vácuo. As fissuras resultantes da tensão aplicada, conhecidas como *danos por fadiga*, são causadas por estresse e movimento repetitivos, levando a quebras microscópicas que podem resultar na falha de máquinas e estruturas.

Após cerca de 40 minutos de observação, o que surpreendeu a equipe foi que a rachadura na platina começou a se refazer, fundindo-se e, em seguida, voltando a se formar em outra direção. “Foi absolutamente impressionante ver isso em primeira mão”, afirmou o cientista de materiais Brad Boyce, dos Laboratórios Nacionais de Sandia, quando os resultados foram divulgados. “Nós certamente não estávamos procurando por isso. O que confirmamos é que os metais têm sua própria capacidade intrínseca e natural de se curar, pelo menos no caso de danos por fadiga em nanoescala.”

Embora as condições do experimento tenham sido específicas, a descoberta traz um novo entendimento sobre o comportamento dos metais. A capacidade de autocura pode reduzir significativamente os custos e o esforço necessários para reparar estruturas, de pontes a motores e equipamentos eletrônicos. O estudo, de acordo com os pesquisadores, confirma uma teoria de 2013 do cientista Michael Demkowicz, da Universidade Texas A&M, que previa que a autocura de nanocracks poderia ocorrer devido ao movimento das bordas dos minúsculos grãos cristalinos dentro dos metais.

Demkowicz também participou deste novo estudo, utilizando modelos computacionais atualizados para comprovar que as teorias da última década sobre o comportamento de autocura de metais em nanoescala correspondiam ao que estava acontecendo no experimento. A autocura ocorreu em temperatura ambiente, o que é especialmente promissor, já que a maioria dos processos de alteração da forma de metais geralmente requerem altas temperaturas.

Uma possível explicação para a autocura envolve um processo conhecido como soldagem a frio, que ocorre em temperaturas ambientes quando as superfícies metálicas se aproximam o suficiente para que seus átomos se entrelacem. Normalmente, camadas finas de ar ou contaminantes impedem esse processo, mas em ambientes como o vácuo do espaço, metais puros podem ser forçados a ficarem próximos o suficiente para se unirem.

“Minha esperança é que essa descoberta incentive os pesquisadores de materiais a considerar que, nas circunstâncias certas, os materiais podem fazer coisas que nunca esperávamos”, disse Demkowicz. O estudo completo foi publicado na revista Nature.