这可归为“不该发生的事”一类。在2023年发表的一项实验中 ，科学家观察到一块受损的金属自行修复。尽管这种修复仅在纳米尺度上 ，但理解这一过程背后的物理原理 ，可能开启工程学的全新时代。
来自桑迪亚国家实验室和德州农工大学的一个团队 ，使用专门的透射电子显微镜技术 ，在真空中测试一小片铂的弹性 ，每秒对金属两端拉伸200次。接着 ，他们在40纳米厚的金属薄片上观察到了超小尺度的自我修复现象。
上述应变造成的裂纹被称为疲劳损伤 ，即反复的应力和运动导致微观断裂 ，最终致使机器或结构损坏。令人惊讶的是 ，经过约40分钟的观察 ，铂中的裂纹开始重新融合并自我修复 ，随后又在不同方向重新出现裂纹。
“亲眼看到这一幕绝对令人惊叹 ，”桑迪亚国家实验室的材料科学家布拉德·博伊斯在结果公布时表示 ，“我们当然没在寻找这个 。我们所证实的是 ，金属至少在纳米尺度的疲劳损伤情况下 ，有其内在的、自然的自我修复能力。”
这些是特定条件 ，我们尚不清楚这究竟是如何发生的 ，以及如何利用它。然而 ，想想从桥梁到发动机再到手机等各种东西的维修成本和精力 ，自愈金属可能带来的改变难以估量。
虽然这一观察结果前所未闻 ，但也并非完全出乎意料。2013年 ，德州农工大学材料科学家迈克尔·登科维茨开展的一项研究预测 ，这种纳米裂纹愈合可能发生 ，其驱动力是金属内部微小的晶粒 ，在应力作用下本质上改变了它们的边界。
登科维茨也参与了这项研究 ，使用更新的计算机模型表明 ，他十年前关于金属在纳米尺度自我修复行为的理论 ，与这里发生的情况相符。该研究在室温下发生自动修复过程 ，是研究的另一个有前景的方面。金属通常需要大量热量才能改变形态 ，但实验在真空中进行 ，常规金属在典型环境中是否会发生相同过程还有待观察。
一种可能的解释涉及一种称为冷焊的过程 ，只要金属表面靠得足够近 ，各自的原子相互缠绕 ，在环境温度下就会发生冷焊。通常 ，薄薄的空气层或污染物会干扰这一过程 ，在太空真空等环境中 ，纯金属能被挤压得足够近而粘连在一起。
“我希望这一发现能鼓励材料研究人员考虑 ，在合适的情况下 ，材料能做出我们从未预料到的事 ，”登科维茨说。该研究发表在《自然》杂志上。