内容简介
经过数十年冶金技术的发展，结构性金属合金得到了不断改进，以抵抗变形、开裂和失效。裂纹偏转、分支和桥接等增韧机制是广泛采用的用于耗散机械能的策略。然而，针对合金损伤修复方面的工作，则要少得多。近期的研究，主要针对聚合物和复合材料，提出了设计自修复材料的策略。虽然大多数金属自修复方法都是利用外在热源和潜在的可激活成分来修复损伤，但有趣的是，固有的微观结构特征也可以修复损伤，而无需加热至环境温度以上。自修复有可能对金属的许多结构应用产生影响，特别是循环载荷下的疲劳失效。在结构应用中，疲劳占在役失效的 90%。
针对金属材料的疲劳损伤修复问题，美国Sandia*实验室的Brad L. Boyce等研究人员，采用Bruker PI95 高精度原位纳米力学测量系统，在透射电子显微镜（TEM）中进行拉伸高循环疲劳实验。作者观察到了纳米晶Pt疲劳裂纹的自修复，发现固有的微观结构特征不仅能阻止疲劳裂纹，还能使裂纹修复。在修复过程中，裂纹在三晶交点（TJ）附近停止，随后通过明显的冷焊过程修复，接着沿不同的裂纹路径生长。修复发生时，远场循环应力仍为拉伸应力，因此没有施加压缩来促进焊接过程。数值模拟结果表明，不均匀的局部应力和晶界的逐渐迁移促进了这种修复行为。纯金属在纳米尺度上自愈的特性对疲劳响应的解释和抗疲劳材料的设计具有重要意义。
相关成果Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding于2023年7月发表于Nature 上。
建基于抗体的病毒-二茂铁复合物
通过TEM原位纳米力学实验，作者在 40 nm厚的纳米晶Pt中观察到了高循环疲劳裂纹的产生和扩展。如图2所示，疲劳裂纹在 TJ234 停止后，在 644000 至 684000 周期之间自修复。在这一循环加载阶段，裂纹部分修复，导致裂纹长度缩短了 18 nm。裂纹修复发生在大约 664000 次循环，这一修复过程发生在具有正远场拉伸应力的疲劳加载段，而不是在周期性静态卸载期间。这种裂纹修复有别于裂纹闭合，因为没有证据表明裂纹在继续加载时会重新打开。此外，在 116000次循环后，裂纹开始向新的方向生长，表明之前的裂纹确实已经修复。图像分析表明，伴随裂纹修复出现了大量的微观结构演变，包括孪晶边界 (GB34)）明显迁移了 1-2 nm。
建基于抗体的病毒-二茂铁复合物
原文链接：https://www.nature.com/articles/s43-0文章内容来源于公众号《布鲁克纳米表面仪器》
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