Annak ellenére, hogy az alakmemória-anyagok nagyon sokféle felhasználási potenciállal bírnak, sokuknak van egy tulajdonsága: alakjának megváltoztatásához hőt igényelnek. Ez viszont problémát okozhat azoknak a hőmérséklet-érzékeny környezetben való alkalmazásában, mint például az emberi test. A svájci tudósok új fejlesztése azonban nem rendelkezik ezzel a hátránnyal, mivel a hő helyett az általuk létrehozott alakmemóriájú anyag mágnesesen érzékeny folyadékot használ. A fejleményekről az Advanced Materials magazin számol be.
Hogyan működik az alakmemória?
Az anyagot a Svájci Paul Scherrer Intézet és a zürichi svájci Felső Műszaki Iskola kutatói fejlesztették ki. Az anyag egy szilikontartalmú polimerre épül, amelynek belsejébe egy speciális folyadék cseppje van beágyazva. Ez a "magnetorheológiai folyadék" viszont vízből, glicerinből és apró karbonil-vas részecskékből áll. A folyadék összetétele hasonló a tejhez, amelyben a zsírrészecskék diszpergálódnak (feloldódnak) vizes oldatban.
Normál állapotában az anyag szerkezete puha és rugalmas. De csak egy mágneses mezővel kell befolyásolni, és a benne lévő folyadék cseppje meghosszabbodik, és a benne lévő vas részecskék a mágneses mező forrása mentén vonalba kerülnek. Ennek a két tényezőnek köszönhetően az anyag merevségének 30-szoros növekedése figyelhető meg.
A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy ha beállítja az anyag kezdeti alakját, majd mágneses mezővel hat rá, akkor megszilárdul és megtartja ezt az alakot, amíg a mágneses mező hatása meg nem áll. Ha ez megtörténik, az anyag visszatér eredeti alakjába, és puha lesz.
A korábbi tanulmányokban a tudósok már létrehoztak mágnesesen aktivált alakmemória anyagokat, amelyek fémrészecskéket tartalmazó polimerekből állnak. A svájci tudósok szerint a magnetorheológiai folyadék sajátosságai lehetővé teszik polimerük megkeményedését.
Promóciós videó:
A tudósok számos potenciális felhasználási esetet jeleznek új anyagukkal kapcsolatban. Például felhasználható orvosi katéterek előállítására, amelyek képesek megváltoztatni merevségüket, miután biztonságosan behelyezték őket az erekbe. Használható öngyógyító gumiabroncsok készítéséhez a földi kutató űrhajókhoz vagy robotok alkatrészeinek gyártásához, amelyek motorok nélkül szükségesek mozgatásra.
Nikolay Khizhnyak
