تطوير سيراميك قادر على الالتئام من الشقوق دون معالجة بتفاعلات كيميائية.. فيديو

تتميز المواد الخزفية بالقوة وتحمل درجات الحرارة بشكل جيد للغاية، لكنها مع مرور الوقت قد تتعرض للشقوق والتلف والتكسير، وفى هذا الصدد، اكتشف باحثين فى جامعة "تكساس إيه أند إم"، آلية لإصلاح ذاتى والتئام تلقائى للشقوق لم تكن معروفة سابقاً في نوع معين من السيراميك، وذلك وفقا لما نشره موقع جامعة تكساس.

وتوضح الجامعة - حسب ما نقله موقع "العربية" - أنه عند التعرض لضغط ميكانيكى، يكون السيراميك عرضة للتشقق، مما يؤدي سريعاً إلى تفتت أو كسور واضحة في أجزاء أو كامل المادة الخزفية، لذلك تم تصنيع بعض المواد الخزفية ذات القدرة على الالتئام ومعالجة الشقوق بشكل ذاتي وبدرجة حرارة الغرفة، بما يعني أنها لا تحتاج للمعالجة بتفاعلات كيميائية في ظل درجات حرارة مرتفعة داخل أفران خاصة.

الخبر من مصدرة الاصلى

وتوصل الباحثون، إلى أن نوعاً معيناً من السيراميك، وهو  chromium aluminum carbide، يمكن أن يبطئ من انتشار الشقوق، وبالتالي يتم معالجتها تلقائياً في درجة حرارة الغرفة، وتعرف هذه الخزفيات بـ MAX، وهي مكونة من طبقات متناوبة من المواد، بما يمنح هيكل السيراميك القدرة على علاج الشقوق تلقائياً.

وتعمل الآلية الكامنة في هذا النوع من السيراميك، بشكل جيولوجى، فعندما يبدأ الصدع في المادة الخزفية، تتشكل عيوب تسمى شرائط شبكية بين الطبقات المختلفة، ومن ثم تدور البلورات في نطاقات عشوائية مع تطبيق الضغط، بما يمنع الشقوق من الانتشار لمساحة أوسع، أما الاكتشاف الأكثر أهمية فهو أن هذه البلورات المستديرة تعالج الشقوق أيضاً بشكل فعال، بحيث لا يمكن اكتشافها تقريباً بمجرد تخفيف قوة الضغط على المادة الخزفية.

ومن جهته، قال هيمانت راثود، طالب الدكتوراه في قسم علوم وهندسة المواد والمؤلف الرئيسي فى الدراسة: "إن الأمر المثير حقاً هو أن آلية الالتئام الذاتي يمكن أن تحدث مراراً وتكراراً لإغلاق الشقوق المكونة حديثاً، مما يؤخر تلف المادة الخزفية".

ووفق الباحثين، يمكن أن يكون هذا النوع من السيراميك ذاتي الإصلاح مفيداً بشكل خاص لإصلاح التشققات التي تتشكل في المواد المعرضة لحالات الضغط الشديد، مثل المحركات النفاثة والمركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والمفاعلات النووية"، وأضافوا أنه ربما لا يقتصر التأثير على مراحل  MAX، ولكن يمكن أن ينطبق على مواد أخرى ذات بنية طبقات مماثلة.