Открыты новые металлы с памятью формы

Ученые из Миннесотского университета в журнале Nature опубликовали отчет о новом металлическом кристалле, способном изменять свою форму. Это образец нового семейства «умных» материалов, которые можно широко использовать, начиная с космических аппаратов и заканчивая электроникой и реактивными двигателями.

В кристалле под названием «мартенсит» атомы располагаются двумя разными способами, плавно переключаясь от одного к другому.  В отличие от уже существующих технологий, это вещество под воздействием разных температур может изменять форму десятки тысяч раз, при этом не разрушаясь.

В настоящее время мартенситные металлы состоят из сплава никеля и титана. Они способны «запоминать» исходную форму и после деформации возвращают ее обратно. Из-за этого их называют материалами с «памятью» формы.  Из используют в оправе очков и каркасе лифчиков, а так же в хирургии в качестве каркаса зарастающей кости и стента для артерий. В скором времени новые металлы получат распространение в быту после рекламных акций. При этом стоимость рекламы как продукта на тв и правильный выбор канала, будет иметь решающее значение.

Мартенситные металлы изменяют форму при нагревании или охлаждении до, определенных температур, когда атомы, составляющие их структуру, быстро преобразуют свою структуру. Иногда эту трансформацию называют «военной», так как ряды атомов, из которых состоит кристаллическая решетка, переходят в новую форму, подобно выполняют приказ.

Это свойство мартенситов можно использовать в «умных» механизмах, которые реагируют на изменение температур. В пример можно привести автоматически открывающиеся окна в теплице, устройство корректировки положения солнечных батарей по направлению к Солнцу на телескопе Hubble, и, совсем новое применение в самолете Boeing 787 Dreamliner для изменения задней кромки обтекателя двигателя для подавления шума при взлете.

Главный недостаток современных мартенситов в том, что при неоднократном изменении формы они претерпевают внутреннее разрушение, что в свою очередь приводит к поломке. Новый сплав, изготовленный из смеси цинка, золота и меди, способен много раз поддаваться изменениям, при этом почти не разрушаясь, и это открывает новые возможности в использовании этих типов «подвижных металлов».

Целью сегодня стоит создание семейства керамических материалов, которые так же могут менять свою форму. «Главным достижением будет создание двусторонних трансформаций, которые можно использовать во многих случаях», – объяснил профессор Ричард Джеймс, один из авторов исследования.

«Можно будет создать устройства, которые непосредственно преобразуют тепло в электрическую энергию. Они смогут использовать тепловыделение от компьютеров и мобильных телефонов для подзарядки аккумуляторной батареи, и таким образом сделают их более продуктивными». Пока вещество претерпевает различные атомные изменения, можно увидеть, как кристаллы не его поверхности выглядят подобно микроскопическим рекам.

Структура соединена без вспомогательных слоев, и возможно это является ключевым моментом в их долговечности и потенциале. Новый материал так же можно будет использовать в улучшенных и эффективных микроэлектромеханических системах – устройствах, в которых мелкие вибрации непосредственно преобразуются в электрическую энергию. Подобные вещи уже сегодня используются в системе слежения за давлением в автомобильных шинах.