혁신적인 발견! 자기 자신을 치유하는 금속이 발견되다.

 

황당하고 놀라운 사실인데, 어떤 금속은 자기 자신의 피로눈 상처를 치유할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

마치 과학소설 속의 세계와 같은 놀라운 금속의 자가수리 능력이 확인되었습니다.

나노 레벨의 극소 세계에서, 금속이 스스로 상처를 치유하는 것은 재료 과학 분야에서 혁신적인 발견입니다.

이러한 사실은 우연히도 백금 조각에 생긴 균열을 관찰하던 과학자들에 의해 발견되었습니다.

 

 

만약 이러한 금속의 자가수리 능력을 잘 활용할 수 있다면, 아무것도 하지 않아도 자연스럽게 치유되는 엔진이나 다리 등, 더 견고하고 내구성 있는 기계와 구조물을 만들 수 있을지도 모릅니다.

튼튼해 보이는 금속이라도 외부로부터 반복적인 힘을 받을수록, 눈에 보이지 않는 미세한 균열이 생기고 결국 부러집니다.

이러한 금속의 "피로 손상"은 기계나 건물 등이 망가지는 큰 원인 중 하나입니다.

하지만 사실 플라스틱 등에서는 이러한 상처가 자연스럽게 치유되는 물질이 개발되어왔지만, 금속에서는 같은 원리가 적용될 수 없다고 생각되어왔습니다.

그러나 2013년에는 이것이 단순히 꿈이 아니라는 이론이 발표되기도 했었습니다.

이번 연구 팀의 한 멤버인 텍사스 A&M 대학의 마이클 데믈코비치 교수가 시뮬레이션을 진행한 결과, 일정한 조건이 갖춰져 있다면 금속에서도 피로손상에 의한 균열이 치유될 수 있을 것으로 나타났습니다.

이번 연구에서는 이러한 이론의 정확성이 입증되었습니다.

운좋게도 이 발견은 우연의 일치로 이뤄진 것으로 밝혀졌습니다.

 

 

샌디아 국립 연구소(당시)의 칼리드 하터와 크리스 바이는 자가수리하는 금속을 찾고 있었던 것이 아니라, 그저 백금에 균열이 생기는 모습을 관찰하고 있었습니다.

특수한 전자 현미경으로 나노 레벨의 작은 백금 조각을 1초에 200번씩 자극을 주면서, 균열이 어떻게 형성되고 확장되는지 평가하는 것이었습니다.

하지만 실험이 시작된 후 40분 후, 예상치 못한 일이 발생했습니다.

갑자기 백금 조각의 상처가 치유되기 시작했던겁니다.

마치 시간이 되돌아가는 것처럼 균열이 합쳐지기 시작하고 흔적도 없어졌습니다.

하터는 이에 대해 "전례없는 통찰력"이라고 말했습니다.

이 놀라운 순간을 목격한 그들은 자가수리하는 금속 이론을 제시한 데믈코비치 교수에게 연락했습니다.

이를 컴퓨터 모델로 재현해보니, 그가 수 년 전에 이론화한 것과 동일한 현상임이 확인되었습니다.

 

 

하지만 이러한 금속의 자가수리 과정에 대해서는 아직도 많은 의문이 남아 있습니다.

예를 들어, 이러한 현상이 관측된 것은 진공 속의 나노결정 금속에서였습니다.

공기 중의 일반적인 금속에서도 같은 현상이 일어날지 여부는 아직 알려지지 않았습니다.

하지만 알려지지 않은 부분이 많기 때문에, 이는 재료 과학 분야에서의 큰 발견으로 평가됩니다.

만약 활용할 수 있다면, 상처가 자연스럽게 치유되는 엔진이나 다리 등, 기존보다 훨씬 더 견고하고 내구성 있는 기계와 구조물을 만들 수 있을지도 모릅니다.

 

(출처 : https://www.nature.com/articles/s41586-023-06223-0)

 

https://youtu.be/qSDX6vwUaB4?si=T8a9sP2WZbpDqUeh