العلماء يبتكرون مواد ذكية جديدة مع ذاكرة الشكل

قام العلماء من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية “ميفي” في موسكو بتصميم مواد وظيفية جديدة من السبائك المتذكرة للشكل. وبناءً على هذه المواد من الممكن تصميم العديد من الأجهزة الصغيرة في مجالات الطب والصناعات الفضائية والطائرات وغيرها من القطاعات الأخرى، ونشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة “Materials”.

 

في هذا الصدد أشار الخبراء إلى أن السبائك التي تم الحصول عليها هي من بين المواد الذكية التي تتمتع بتأثير ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة، والتي يمكنها بعد التعرض لتشوهات كبيرة (تصل إلى 14%)، استعادة شكلها عند تسخينها.

 

لقد أصبح بالإمكان الحصول على مادة فريدة من سبيكة TiNiCu ذات محتوى عالي من النحاس باستخدام التأثير الكبير المدمج للتبريد فائق السرعة من الحالة السائلة والتشوه الضخم والمكثف.

 

وبحسب قول العلماء، فقد أظهرت الدراسات التي أجريت في السنوات الأخيرة أن مفتاح الحصول على خواص جديدة غير عادية للمواد هو خلق حالات هيكلية فريدة باستخدام تأثيرات شديدة على المواد الصلبة.

 

إن المواد التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة، في ظروف محدودة، هي أحدث الإنجازات في علم المواد، وقد وجدت تطبيقات واسعة في مجال الروبوت وتقنيات الطيران والفضاء والطاقة وصناعة الأجهزة والطب الحيوي والتكنولوجيا الحيوية.

 

وقد علق ألكسندر شيلياكوف الدكتور في قسم فيزياء الأجسام الصلبة وأنظمة النانو قائلاً:

“نتيجة التصلب الفائق السرعة مع معدل تبريد الصهر حوالي مليون درجة في الثانية، تم الحصول على شرائح من سبائك منظومة TiNi-TiCuс ذات محتوى عالي من النحاس يتراوح سمكها من 30 – 50 ميكرومتر في حالة غير متبلور على شكل زجاج معدني”.

لقد أثبتت الشرائح الرفيعة ذات التصلب السريع والتي تم الحصول عليها من سبائك TiNiCu على أنها مواد واعدة للغاية، يمكن استخدامها في تصميم أجهزة صغيرة تقوم بتنفيذ المهام بسرعة عالية، نظراً لأنها تتمتع بعامل تباطؤ ضمن درجات الحرارة الضيقة من مظاهر السبائك المتذكرة للشكل.

 

وأوضح الدكتور ألكسندر شيلياكوف بهذا الشأن قائلاً:

“لقد قمنا بعد ذلك باستخدام طريقة الالتواء ذات الضغط العالي. حيث وضعت عينات من الشرائح غير المتبلورة بين اثنين من السنادين، وتم التأثير عليها تحت ضغط هائل. في الوقت الذي كان فيه السندان السفلي يدور، وتحت تأثير الاحتكاك السطحي، تم تشويه العينة من خلال التحريك. وبما أن التأثير وقع تحت الضغط والالتواء في آن واحد، لم يتم إتلاف العينة، وإنما تعرضت لتشوه كبير للغاية”.

وبحسب رأي العلماء، فإن هذا الاكتشاف يفتح إمكانية تصميم وتطوير مواد وظيفية مبتكرة ذات خصائص السبائك المتذكرة للشكل، تتمتع ببنية متجانسة فرعية ومتناهية الصغر. وهذا الأمر سوف يساعد في تصميم سلسلة كاملة من الأجهزة الصغيرة، مثال ذلك – الملقط الصغير والصمامات الصغيرة والمقبضات الصغيرة والمحركات الصغيرة لمناطق عاجلة مثل التكنولوجيا الدقيقة أو تكنولوجيا النظم الكهروميكانيكية الدقيقة (النانوية).

سنمار سورية الإخباري

شارك الموضوع:

التصنيفات: علوم وتكنولوجيا