Neue Theorie erklärt geheimnisvolle Wachstum Metall Stränge

(Innen Wissenschaft)--sind sie aber ein Irrlicht aus Metall, für das menschliche Auge kaum wahrnehmbar. Noch haben sie alles von Herzschrittmachern und Uhren, Raketensysteme und Satelliten verkrüppelt.

Obwohl diese scheinbar harmlosen Stränge, Metall, Elektronik erscheinenden Unheil anrichten seit mehr als 60 Jahren niemand weiß genau, wie sie bilden.

Aber ein Physiker jetzt sagt, dass er eine Idee haben kann. Wenn er Recht hat, seine Theorie auf einen besseren Weg, um solche Schäden zu vermeiden führen könnte, wurde was er sagt, geschätzt, Milliarden von Dollar Kosten.

Diese Stränge, Schnurrhaare, genannt wurden entdeckt, wenn sie während des zweiten Weltkriegs Flugfunk deaktiviert. Sie sprießen aus was einst glatte Oberflächen von Metallen wie Zinn, Zink und Cadmium, und wenn sie in der Elektronik wachsen, können die Stränge in der Nähe von elektrischen Komponenten berühren und Kurzschlüsse auslösen. Obwohl sie in der Regel weniger als einem Millimeter lang sind, haben sie schon 10 Millimeter erreichen.

Schnurrhaare, die zehn bis hundert Mal dünner als ein menschliches Haar sind, wurden für eine Vielzahl von elektrischen Fehlern verantwortlich gemacht. Zuletzt waren sie als eine mögliche Ursache für die plötzliche, unbeabsichtigte Beschleunigung von Toyota-Fahrzeugen verwickelt. Im Jahr 2011 konnte ein NASA Engineering und Safety Center Bericht für die National Highway Traffic Safety Administration nicht zeigen jedoch, dass Zinn-Whisker die Täter der High-Speed-Beschleunigungen und Bremse Misserfolge waren.

Unter Berufung auf den Bericht, hat Toyota sagte Schnurrhaare nicht verantwortlich waren. Aber die Stränge, die in defekt Gaspedal gefunden wurden, sind nicht vollständig entlastet, sagte Henning Leidecker, ein Physiker an der NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, ein Teil der Untersuchung eines unbeabsichtigten Beschleunigung. In der Tat, sagte er, fand der Bericht, dass Schnurrhaare langsamer Beschleunigungen, die 20 bis 35 km/h, erreicht, ausgelöst obwohl die Bremsen in der Lage waren, die Geschwindigkeit zu reduzieren.

Um den Schaden hervorgerufen durch Schnurrhaare zu mindern, haben Ingenieure Spezialbeschichtungen versucht, die stunt-Whiskerbildung oder die anfälligsten Metalle ganz zu vermeiden. "Menschen nicht wirklich verstehen warum sie wachsen," sagte Victor Karpov an der University of Toledo in Ohio. "sie wissen nicht wie sie allgemein zu schlagen."

Zuvor, Forscher vermuten, dass Stress auf das Metall die Schnurrhaare schafft, sagte Karpov. Aber es gab keine wirkliche Erklärung für, warum dies geschehen sollte.

Jetzt Karpov sagte, er hat, was eine bessere Theorie sein kann. Nach seiner Idee, die er letzte Woche in der Zeitschrift Physische Überprüfung angewendetveröffentlicht, Schnurrhaare nicht direkt vor mechanischer Belastung, sondern von elektrischen Feldern erstellt durch das Metall selbst sprießen.

Stress oder defekte Flecken von positiven und negativen elektrischen Ladungen auf das Metall Oberfläche erzeugen können, erklärt Karpov. Jeder Patch erzeugt ein elektrisches Feld, das alles mit der gleichen Ladung abstößt. Und da der Patch mit Metallteile die gleiche Ladung gefüllt ist, ist Teil dieses Metalls vertrieben, in Form von einem nadelartigen Strang heraus schießen.

"Dies ist das erste Mal diesen Mechanismus vorgeschlagen worden ist, soweit ich weiß," sagte Leidecker, der ein Teil Karpovs Arbeit war. "Es ist ein Mechanismus, der die Gesetze der Physik entspricht." Ich weiß nicht, von einem körperlichen Grund dagegen, so dass ich, dass es sich lohnt denke, zu erkunden."

Während mehr bleibt weiter testen Arbeit, entwickeln und verfeinern die Theorie, macht es einige Vorhersagen Karpov sagte. Zum einen die Theorie sagt voraus, dass ein Haar würde erst langsam wachsen, aber nach etwa einem Monat oder so, es sehr schnell keimen würde – das ist genau das, was in Wirklichkeit passiert. Die Theorie steht im Einklang mit der Tatsache, die dass eine Vielzahl von Faktoren, die von Stress bis hin zu Verunreinigungen im Metall zur Whiskerbildung führen kann.

Karpov räumte ein, dass viele Fragen offen bleiben. Beispielsweise kann nicht seine Theorie noch Whiskerwachstum bis ins Detail der einzelnen Metall Körner beschreiben. Und als Leidecker hingewiesen, es erklärt nicht, warum einige Metalle sind anfällig für weitere Schnurrhaare als andere.

Um die Theorie zu testen, will Karpov Schnurrhaare in einem starken elektrischen Feld wachsen die stark beeinflussen sollten, wie sie wachsen. Ein Experiment wird nicht überzeugend genug, aber erweist sich die Theorie schließlich korrekt, dann könnte es sein, ein Segen für Whisker Schäden zu verhindern.