Керамические материалы отличаются прочностью и долговечностью, однако они очень чувствительны к ударам — одно неверное движение, и на керамике появляются трещины.
Исследователи живо интересуются способами сделать керамику менее хрупкой. И делается это совсем не для того, чтобы сохранить на века любимый бабушкин сервиз.
Сверхпрочные керамические детали нередко используются в медицинских изделиях, к примеру, в позвоночных имплантатах или кардиостимуляторах.
Керамика также применяется и в военных разработках: производстве брони для техники и бронежилетов. Керамическая броня отличается от металлической лёгкостью и прочностью. И всё же проблема отсутствия какой-либо пластичности у таких материалов всё ещё не решена.
Возможно, в скором времени эта ситуация изменится. В издании Science Advances вышла работа исследователей из США, обнаруживших у керамического материала механизм самовосстановления при комнатной температуре.
Этот материал называют MAX-фазы. Учёные продемонстрировали, что во время нагрузки в нём образуются естественные дефекты (или "полосы перегиба"), которые не только останавливают рост трещин, но также могут буквально "залечивать" их.
В пресс-релизе Техасского университета A&M авторы работы отмечают, что на сегодняшний день самовосстановления керамики можно достичь лишь при высоких температурах за счёт процесса окисления. Именно поэтому новые данные о свойствах MAX-фаз "зарастать" при комнатной температуре так впечатлили учёных.
Исследователи предположили, что уникальные свойства MAX-фаз заключаются в особой слоистой структуре материала.
Изучив образец под давлением с помощью электронного микроскопа, учёные обнаружили, что полосы перегиба образуются в нём почти так же, как в естественных горных породах. Также интересно, что материал на этом изломе смещается под давлением по круговой траектории, что не только предотвращает рост трещины, но ещё и со временем помогает керамике восстановиться и "залечить" разлом.
Это открытие поможет в развитии ряда новых технологий, к примеру, в производстве реактивных двигателей и безопасных ядерных реакторов.
Исследователи также отмечают, что самовосстанавливающие свойства могут быть присущи не только MAX-фазам, но и другим материалам с похожей молекулярной структурой.
Напомним, ранее мы писали о создании материала, который невозможно разрезать. Рассказывали мы и о сверхпрочном стекле для смартфонов, которое само "заживляет" царапины, и о "керамическом щите" для айфонов.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
