Avioni koji mijenjaju oblik ostaju koncept u naučnoj fantastici, jer su se naučnici borili da razviju materijal koji je i fleksibilan i dovoljno jak da izdrži uslove letenja.
Istraživači su sada razvili Nitinol super jak elastični materijal. Materijal je jak kao čelik, ali 20 puta savitljiviji i može se čak rastegnuti poput gume, što mu omogućava da se koristi za izradu deformabilnih krila.
Relevantni rezultati istraživanja objavljeni su u novom broju časopisa Nature (DOI:10.1038/s41586-024-07900-4). Glavni autori su iz Nacionalnog instituta za nauku o materijalima (NIMS), Univerziteta Xi'an Jiaotong, Univerziteta Sichuan, Lonji Green Energy i Pekinške nacionalne laboratorije za fiziku kondenzovane materije, Instituta za fiziku Kineske akademije nauka.
▲ Poređenje DS-STG legure sa tipičnim metalnim legurama i organskim materijalima
Prethodne studije su utvrdile da Ti-Ni legure imaju neka izuzetna svojstva, kao što su mogućnost rastezanja do granica mnogo viših od drugih metalnih legura, a da pritom zadržavaju svoj oblik nepromijenjen; Kada se temperatura legure poveća, može se vratiti u prvobitni oblik. Problem je što je ovo svojstvo vrlo temperaturno ograničeno.
▲ DS-STG legura može pokazati ultra-visoku čvrstoću poput polimera i odličnu otpornost na svojstva zamora pri visokim deformacijama u širokom rasponu temperatura
Kao odgovor, profesor NIMS-a Ren Xiaoxun osmislio je "proceduru u tri koraka" koja omogućava leguri nitinola da pokaže ovo svojstvo u širem rasponu temperatura.
Prvo, istraživači su deformisali i rastegnuli leguru za više od 50 posto. Zatim su ga zagrijali na 300 stepeni C, a zatim ponovili. Treći put, legura bi se mogla produžiti za još 12 posto. Do kraja procesa, materijal može izdržati pritiske 18,000 puta veće od normalnog atmosferskog tlaka, ima dovoljno jaka svojstva uporediva sa čelikom i može biti 20 puta fleksibilniji od uobičajenih legura.
▲ Realizujte trostepeni put termomašinske obrade DS-STG legure i mikrostrukturu uzorka nakon svakog koraka
Do sada su istraživači uspjeli učiniti da legura titan-nikl pokaže ovo svojstvo u širokom rasponu od -80 do 80 stepeni C.
Legura pokazuje ova svojstva jer se ponaša više kao staklo nego metal, rekao je Ren za NewScientist. Postoje regije u leguri u kojima su molekuli raspoređeni na takav način da mogu podržati materijal da se deformira umjesto da se lomi, dok staklo nema takve regije i stoga je krto.
Vrijedi napomenuti da je način izrade ovog materijala vrlo jednostavan, proces rada i rezultati se mogu ponoviti u drugim laboratorijama, a ovaj materijal je pogodan i za veliku industrijsku proizvodnju. Vjeruje se da će se daljnja istraživanja pojaviti u budućnosti.
