Ученые создали сплав с рекордной памятью

Образец испытывавшегося сплава

Фотография: AG Quandt

Международная группа исследователей во главе с Манфредом Вуттигом (Manfred Wuttig) из Мэрилендского университета создала сплав, который может восстанавливать свою форму после деформации до 10 миллионов раз. Соответствующая работа опубликована в журнале Science, с ее кратким изложением можно ознакомиться на сайте Phys.org,

Экспериментируя с различными вариантами ранее известного сплава с памятью формы на основе никеля, меди и титана, авторы добавили в него небольшое количество кобальта. Затем исследователи тестировали его способность восстанавливаться после деформации с помощью двух устройств. Одно из них очень быстро сгибало пленку из сплава, а затем освобождало ее от захвата, давая восстановить первоначальную форму при нагреве. Второе устройство попеременно нагревало и охлаждало пленку, позволяя ей восстанавливать исходную форму.

По их собственным словам, ученые неожиданно столкнулись с тем, что эксперимент сильно затянулся – несмотря на крайне быструю и бесперебойную работу оборудования, ждать окончания испытаний пришлось много недель. Закончены они были после того, как сплав смог восстановить исходную форму после десятимиллионной по счету деформации.

В настоящее время ученым не вполне ясно, как именно новооткрытый сплав может иметь такую устойчивую «память». Предположительно, он переходит от одной формы кристаллической решетки к другой и обратно без негативного эффекта, связанного с формированием молекулярных «узлов», дефектных областей кристаллической решетки, обычно образуемых инородными включениями даже в самых чистых сплавах. Кроме того, в составе пленки такого сплава (TiNiCu) авторы обнаружили небольшие включения Ti2Cu, которые, по их мнению, могут играть существенную стабилизирующую роль в кристаллической решетке материала.

Группа Вуттига указывает на то, что новый сплав может иметь самое широкое практическое применение. Сплавы с памятью формы ранее предлагались на роль «искусственных мышц» для ряда роботов, а также для создания эффективных и компактных систем охлаждения (теплоемкость этих сплавов намного выше, чем у обычных жидких теплоносителей). Тем не менее, такие приложения были затруднены тем фактом, что все существовавшие до этого сплавы с памятью формы теряли способность восстанавливать ее всего через несколько тысяч циклов. Этого было явно недостаточно для тех же систем охлаждения. Новый сплав на три порядка превзошел предшественников по этому параметру, что делает реальным его применение не только в искусственных мышцах или системах охлаждения, но и для создания искусственного клапана аорты.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.