I metalli sono essenziali per la vita moderna. Sono utilizzati in tutto, dagli edifici e ponti alle automobili e agli aeroplani. Ma anche i metalli più resistenti possono cedere.

Quando un metallo fallisce, può essere catastrofico. Nel 1989, il ponte San Francisco-Oakland Bay crollò dopo un terremoto, uccidendo 42 persone. Nel 2010 la piattaforma petrolifera Deepwater Horizon esplose, uccidendo 11 persone e provocando la peggiore fuoriuscita di petrolio nella storia degli Stati Uniti.

Per prevenire tali disastri, è importante capire come i metalli si deteriorano. La fotografia ad alta velocità è uno strumento che può aiutare i ricercatori a studiare questo processo.

Rallentare il tempo

La fotografia ad alta velocità consente ai ricercatori di catturare immagini di eventi che accadono in una frazione di secondo. Questo può aiutarli a vedere come i metalli si deformano e si fratturano in condizioni diverse.

Un tipo di fotografia ad alta velocità utilizza uno specchio rotante per spostare un'immagine su un piano della pellicola. Lo specchio gira così velocemente che può catturare immagini di eventi che durano solo pochi milionesimi di secondo.

Un altro tipo di fotografia ad alta velocità utilizza una serie di impulsi laser ultracorti per illuminare un oggetto. Gli impulsi laser sono così brevi che possono congelare il movimento a livello atomico.

Vedere l'invisibile

La fotografia ad alta velocità ha rivelato una serie di cose su come i metalli si deteriorano. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che i metalli spesso falliscono in un processo chiamato shear banding adiabatico. Questo processo si verifica quando un metallo è sottoposto a un carico improvviso che lo provoca un rapido riscaldamento. Il calore fa sì che il metallo diventi morbido e debole e alla fine si rompe.

La fotografia ad alta velocità ha anche aiutato i ricercatori a capire come si propagano le crepe attraverso i metalli. Le crepe possono avere origine da diverse fonti, come difetti nel metallo, fatica o corrosione. Una volta iniziata, la crepa può espandersi rapidamente e causare la rottura del metallo.

Prevenire il fallimento

La conoscenza che i ricercatori hanno acquisito dalla fotografia ad alta velocità li ha aiutati a sviluppare nuovi modi per prevenire i guasti dei metalli. Ad esempio, gli ingegneri hanno utilizzato la fotografia ad alta velocità per progettare nuovi materiali più resistenti allo shear banding adiabatico. Hanno anche sviluppato nuovi metodi per ispezionare i metalli per individuare eventuali crepe.

La fotografia ad alta velocità è uno strumento potente che aiuta i ricercatori a capire come i metalli si deteriorano. Questa conoscenza sta contribuendo a rendere i metalli più sicuri e affidabili, il che è essenziale per il nostro mondo moderno.

Ecco alcuni esempi di come la fotografia ad alta velocità è stata utilizzata per studiare la rottura dei metalli:

* I ricercatori hanno utilizzato fotografie ad alta velocità per studiare la rottura del metallo sotto carichi d'urto. Questa ricerca ha contribuito a migliorare la progettazione di dispositivi di protezione, come caschi e giubbotti antiproiettile.

* I ricercatori hanno utilizzato fotografie ad alta velocità per studiare la rottura dei metalli negli incidenti automobilistici. Questa ricerca ha contribuito a migliorare la progettazione delle automobili, rendendole più sicure per i passeggeri.

* I ricercatori hanno utilizzato la fotografia ad alta velocità per studiare il cedimento dei metalli nei motori degli aerei. Questa ricerca ha contribuito a migliorare la sicurezza dei viaggi aerei.

La fotografia ad alta velocità è uno strumento prezioso per i ricercatori che studiano la rottura dei metalli. Permette loro di vedere eventi che accadono in una frazione di secondo e queste informazioni possono aiutarli a sviluppare nuovi modi per prevenire guasti ai metalli.