Дослідники з лабораторії Берклі розробили матеріал, що володіє ефектом пам'яті форми на рівні нанразмерном
Дослідницька група з лабораторії Берклі (Berkeley Lab) виявила новий спосіб штучного створення внутрішніх механічних напружень всередині і на поверхні спеціального сплаву заліза і вісмуту, що надає цьому матеріалу так зване властивість запам'ятовування форми. Створюються внутрішні напруги виявляються на ділянках сплаву нанорозмірного рівня, що дозволяє матеріалу відновлювати свою первинну форму з неймовірно високою точністю. Крім цього, новий сплав може відновити свою форму при деформації близько 14 відсотків від початкової форми, що є найвищим показником для подібного ефекту коли-небудь спостерігається в будь-якому металевому з'єднанні. Розробка матеріалу, що володіє настільки чудовим ефектом пам'яті форми, дозволить використовувати цей матеріал в надзвичайно широкому ряді областей включаючи медицину, енергетику і електроніку.
"Наш залізно-висмутовый сплав показав воістину чемпіонське значення сили ефекту пам'яті форми, зберігаючи цей ефект на стійкому рівні аж до нанорозмірного рівня частинок сплаву" - розповідає Джинксин Занг (Jinxing Zhang), колишній учений з відділу матеріалознавства лабораторії Берклі, а нині професор з одного університету в Пекіні, - "Більш того, наш функція пам'яті форми нового сплаву може бути активована за допомогою електричного струму, а не високої температури, як це має місце бути з іншими металевими сплавами. Така здатність дозволяє нашому сплаву відновлювати свою форму набагато швидше, ніж інші сплави".
Ефект пам'яті форми є "металевим" аналогом властивості еластичності, коли матеріал "пам'ятає" свою початкову форму і повертається до неї, будучи деформований з допомогою прикладених зовнішніх впливів. У минулому для відновлення початкової форми об'єктів, виготовлених із спеціальних металевих сплавів, завжди застосовували нагрівання об'єкта до відносно високої температури. Це є свого роду проблемою, особливо з урахуванням того, що сплави на основі титану та нікелю з пам'яттю форми широко використовуються в медицині при створенні імплантатів і механічних протезів суглобів.
Нові електрично активуються сплави з пам'яттю форми можуть знайти широке застосування не тільки в медичній сфері, їх можна використовувати при створенні різних сервоприводів, "розумних" матеріалів і мікроелектромеханічних систем (MicroElectro-Mechanical Systems, MEMS). Величезну роль у цьому відіграє пам'ять форми, реалізована на нанорівні, що дозволить уникнути виникнення ефекту втоми, окислення, появи мікротріщин та інших негативних ефектів, впливу яких зазнають звичайні металеві сплави, що володіють пам'яттю.
"Застосування комбінації електричного струму та електричного поля дозволяє нам отримати оборотні фазові перетворення структури матеріалу. Така здатність дозволить використовувати залізно-вісмутові сплави скрізь там, де потрібно не тільки одноразова дія ефекту, а його постійне циклічний прояв" - розповідає професор Занг, - "А високе значення ефекту пам'яті, плюс його наноразмерная реалізація роблять наш новий сплав одним з перших кандидатів на його застосування в мікроелектромеханічних систем, у нанорозмірних пристрої і механізми".