I materiali autoriparanti sono in grado di riparare autonomamente i difetti, come graffi, crepe o ammaccature, e riprendere la loro forma originale. Per questo scopo, devono essere composti da più componenti le cui proprietà combinate determinano le caratteristiche desiderate. Scienziati del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e del Technion – Israel Institute of Technology hanno scoperto che anche minuscole particelle di oro puro hanno sorprendenti capacità di autoguarigione.

Prestare memoria di forma ai materiali è un'operazione molto complessa, sforzo scrupoloso. Nei metalli puri, le capacità di autoriparazione che riparano i difetti causati meccanicamente sono state finora considerate impossibili. Però, ora sono stati osservati dagli scienziati in oro puro. Questo è riportato in Scienze avanzate rivista.

"La ricerca di materiali di questo tipo finora si è concentrata su polimeri costituiti da molti componenti e strutture complicate, " afferma Christian Brandl dell'Institute for Applied Materials – Materials and Biomechanics (IAM-WBM). I loro poteri di autoguarigione erano tutti basati sulla trasformazione collettiva delle fasi di uno o più materiali che li compongono. Ciò è causato, ad esempio, per riscaldamento, fusione o precipitazione, che possono modificare le proprietà dei materiali. Nelle leghe metalliche, l'effetto memoria di forma si basa sul fenomeno che possono esistere in due diverse strutture cristalline in funzione di una specifica temperatura. Quando questo è cambiato, i metalli "ricordano" la loro forma precedente che avevano a quella rispettiva temperatura. Però, questo effetto autorigenerante non è mai completo nei compositi o nelle leghe.

L'autoguarigione o la memoria di forma nei metalli puri erano del tutto sconosciute prima. Questo effetto è esattamente ciò che un gruppo di scienziati intorno al Dr. Christian Brandl (KIT) e Eugen Rabkin del Technion – Israel Institute of Technology hanno ora osservato nelle particelle d'oro. Queste particelle multiforme hanno ripreso quasi completamente le loro forme originali individuali. Non c'era deformazione di alcun tipo. "La cosa affascinante di questo è che le forme delle particelle ripristinate non corrispondevano a quelle con l'energia superficiale più bassa, come ci si aspettava, "dice Brandl.

Gli scienziati avevano prodotto difetti meccanici nelle particelle prima in simulazioni da computer ad alta potenza e poi, in realtà, con la punta di misurazione di un microscopio a scansione di forza. Hanno scoperto che la ricottura delle temperature dell'aria molto al di sotto della temperatura di fusione dell'oro ha fatto sì che gli atomi d'oro si spostassero lungo i gradini della superficie nelle ammaccature, riempiendoli quasi completamente. Tali passaggi superficiali si verificano in molti metalli deformati. Di conseguenza, Brandl si aspetta che anche altri metalli abbiano le proprietà autorigeneranti osservate qui. Gli scienziati anticipano che le loro scoperte consentiranno di progettare componenti robusti per strutture più piccole di un millesimo di millimetro.