طور الباحثون في جامعة بنسلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية تقنية جديدة تسمح للمعادن التي يسهل اختراقها – مثل الرغاوي المعدنية ، التي يشبه هيكلها الداخلي بنية العظام البشرية – "بالتجديد" دون الحاجة إلى اللحام أو موقد اللحام. . قد يكون هذا إنجازًا كبيرًا للهندسة ، وخاصة الميكانيكا ، ويمكن أن تكون هذه الخاصية ذاتية الشفاء مفيدة للغاية في إصلاح مختلف الأجزاء المعدنية والعناصر ، مثل الأسلحة الآلية وأجزاء السيارات والمكونات الأساسية والمحطات الفضائية ، على سبيل المثال. بعض الاستخدامات المحتملة.
تجاوز القيود
في الوقت الحاضر ، عندما ينكسر الجزء المعدني ، فإن الخيار المتاح هو تطبيق الحرارة على المناطق المتضررة ، وعادةً من خلال استخدام اللحامات والمشاعل التي تعرض المكونات لدرجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية. المشكلة هي أن هناك حالات لا يوصى فيها بهذه الممارسة ، على سبيل المثال ، الرغاوي المعدنية ، فئة مواد خفيفة الوزن فائقة المقاومة تجمع بين الصفات الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية للمعادن مع المزايا الهيكلية رغوة. راجع:
كما لاحظت ، يتكون الهيكل الداخلي لهذه الرغاوي من جيوب هوائية صغيرة وهذه المادة ، إلى جانب كونها غير قابلة للاشتعال ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة ، فعالة للغاية في امتصاص التأثيرات والاهتزاز ، وتوفر الحماية الكهرومغناطيسية عزل صوتي كبير. وهذا ما يجعله محبوبًا في الصناعات الفضائية والبحرية والسيارات والسكك الحديدية والطبية والبناء وغيرها من الصناعات. ومع ذلك ، في حالة تلفها وتحتاج إلى إصلاح ، يمكن أن يؤثر ذوبان الحرارة على مساميتها ويضعف وظائفها.
لتفادي هذه الصعوبة ، اعتمد الباحثون على المواد التي يمكن أن تتجدد ذاتيا – مثل تلك المصنوعة من البلاستيك والبوليمرات المرنة التي ، عند كسرها ، تطلق مواد يمكن أن تتدفق عبر الهيكل الداخلي و "إصلاح" الكائن التالف ، حتى في درجة حرارة الغرفة.
معدن العظام
إن ما طوره الفريق كان تقنية لتطبيق طبقة من مادة خاملة ومرنة تسمى Parylene D على الرغوة المعدنية – وهو بوليمر مرن ينكسر بسهولة أكبر من المعدن الموجود أسفله ، رغم مقاومته. . ولكن الشيء الممتع هو أن الباحثين استخدموا Parylene كنوع من "علم الضرر" ، لذلك عندما تتلف هذه الطبقة ويتعرض سطح المعدن ، يكون من الممكن فقط إصلاح مواقع الرغوة التالفة من خلال الجلفنة.
(المصدر: فيغ ORG / جامعة بنسلفانيا / الاستنساخ)هذه ، بالمناسبة ، هي عملية كهروكيميائية يمكن فيها طلاء أحد المعادن بأخرى – مثل عندما تكون قطعة من المجوهرات مطلية بالذهب ، على سبيل المثال. لهذا الغرض ، يجب غمر الكائن المراد تغطيته في سائل بالكهرباء في درجة حرارة الغرفة ويتم تطبيق تيار كهربائي يسمح بتدفق أيونات المعدن بسهولة وتدفقه على القطعة ، مشكلاً "غطاء". ".
(المصدر: فيغ ORG / جامعة بنسلفانيا / الاستنساخ)في التقنية التي طورها العلماء ، يتم غمر الرغوة في الحمام للجلفنة ، وتتراكم الأيونات فقط في المناطق التي لم يعد فيها البريلين موجودًا – والذي يشير إلى حدوث تلف – يعيد تشكيل الهيكل المكسور بشكل مشابه لذلك. أن العظام تتجدد بعد معاناة الكسور. أجرى الباحثون اختبارات على 3 أنواع مختلفة من الضرر (عينات متصدعة ومكسورة ومقطعة بالكامل) على رغوة النيكل ونجحوا في جميع "البقع" ، لكنهم يهدفون إلى توسيع نطاق التجارب والدراسات لجعل العملية أكثر شمولاً. .
