[上图]Cr中的裂纹萌生与愈合2酒精度最高阶段。扫描电镜图像显示解理裂纹的萌生和裂纹间韧带的扭结。点-点线表示塑性变形带，箭头表示裂纹的生长和愈合。信贷:Rathod et al。那科学的进步（CC BY-NC 4.0）
我在车的挡风玻璃上有一个缓慢的裂缝增长实验。我第二天第一次注意到裂缝，我的计划是观看它，最终对何时更换挡风玻璃进行了解的猜测。当然，我的目标是在发生戏剧性失败之前更换它。
在陶瓷材料的背景下，“戏剧性”失败往往意味着灾难性的失败，可以导致丧失生命，肢体或财产的损失，这无疑是值得预防的。
由于其独特的性能，陶瓷材料适用于敌对环境，特别是当需要高温下的化学或结构稳定性时。少数例子包括燃气轮机，喷射发动机，超谐波和核反应堆。没有人能够在那些服务情况下慢慢发展裂缝的奢侈品。
迄今为止，防止裂纹生长的策略主要涉及预防，延迟或中断裂纹启动和传播的增韧机制。但如果裂缝可以愈合怎么办？新研究来自德州农工大学和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的研究人员展示了在室温下通过一种被作者描述为“扭结诱导的晶体旋转和塑性变形”的机制来愈合裂缝。
所研究的材料为MAX相Cr2酒精度单晶。最大阶段是原子分层陶瓷材料，具有通式mN.＋1斧头N.，其中M为过渡金属，a为类金属，X为碳或氮。这些层之间的结合很弱，这使得它们很容易断裂。
尽管层之间的结合很弱，但MAX相具有令人惊讶的高损伤容忍度。其他的原子层状材料，如石墨、云母和氮化硼，已知有较差的损伤耐受性，并且很容易劈开较弱的结合面。
在A.宏碁公报文章发表于2013年4月，Miladin Radovic，德克萨斯州A＆M的材料科学与工程教授，以及Michel Barsoum.，德雷塞尔大学的杰出教授，描述了最大阶段的机械性质和错位的作用。然而，最大阶段的高损害耐受性的原因仍然是一个神秘的 - 直到新的研究。
“通过测试最近可用的单晶最大阶段发现的是令人惊叹的，因为它显示了个体最大阶段谷物中的裂缝可以关闭和愈合，从而有助于最大阶段的卓越损害容忍度，”罗维科斯在一个电子邮件。
在新的研究中，研究人员在独立和受约束条件下的SEM室中的原位压痕试验。他们沿<112施加压缩-晶体方向，这是一个已知的滑移系统。约束测试允许研究人员模拟多晶材料中相邻晶粒的影响(即约束横向变形)。
在独立条件下，压缩导致泊松膨胀垂直于基面，并促进弱粘结层之间解理裂纹的萌生。在加载过程中，随着裂缝之间的韧带弯曲和旋转，裂缝在压头下方缓慢增长，打断裂缝的增长。在卸载时，被扣区域恢复到原来的配置。
在约束环境中施加压缩载荷消除了泊松膨胀的可能性，解理裂纹不容易在试样中传播。作者写道，相反，它们似乎被“倾斜于压痕轴的带状塑性变形”所打断。
连续加载导致更多的裂纹和更多的塑性变形带。研究人员解释说，塑性变形带实际上是扭结带，重定向过程实际上是一个多晶过程。从夹具中取出时，在变形样品中没有发现大的裂纹。
“这个[实验]表明，裂缝闭合不是弹性的，但在加载过程中裂缝是物理愈合的;否则，垂直于基底面的压应力的松弛会在卸载时造成进一步的裂缝打开，”研究人员写道。
Coauthor和Texas A＆M副教授Ankit斯利瓦斯塔瓦注意到这一发现可能会超越MAX阶段。
“扭结并不是最大阶段的独特，并且已经在各种其他原子分层陶瓷材料中观察到，因此，假设许多这些陶瓷的损坏容差也可以通过仔细设计微观结构来促进广泛扭结和裂缝治疗，“他在一封电子邮件中说。
作者注意到需要进一步研究，以发现这种现象如何适用于最大阶段，其中有大约155个已知的组合物。
开放式纸张，发表于科学的进步,是“原子层状三元碳化物的室温裂纹愈合“（DOI：10.1126 / sciadv.abg2549）。