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阿根廷科学家研发形状记忆材料 获里程碑式成果
【信息时间: 2019-07-21 16:19:09   阅读次数: 】【字号

 7月20日报道外媒称,在《终结者2:审判日》和《超人总动员》等电影中,形状记忆材料以其能恢复原有形状的可塑性让观众惊叹不已。在现实世界中,最大限度地理解和控制使材料改变并恢复形状的原子机制是许多科学家研究的领域。
据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网7月17日报道,今年5月,在于德国举行的一个专业会议上,来自阿根廷的两名物理学家和一名核工程师在与该课题相关的期刊上发表的文章获奖。
在这篇文章中,三名科学家介绍了研究形状记忆铜合金的科学史上的一些里程碑式成果,这些成果都通过一种名为“马氏体相变”的结构变化取得。此外,他们还发布了有助于更好地理解“马氏体相变”现象的最新研究结果。
“马氏体相变”是形状记忆材料的结构变化。
在文章中,三名科学家介绍了他们近期使用计算模型进行多项实验,以研究温度等刺激因素的变化对相关材料影响的情况。
作为三人之一的科学家马科斯·萨德表示,当材料处于较高温度时,其状态为奥氏体相;而当材料处于较低温度时,其状态为马氏体相。这种“马氏体相变”也可以通过施加压力来实现。
换句话说,用金属合金制成的处于奥氏体相状态的材料可以“变形”转换为马氏体相状态,这会暂时改变其形状,此后经过简单的加热处理它会恢复原始的奥氏体结构。
报道称,一些具有记忆效应的合金还能表现出“伪弹性或超弹性效应”。在这种效应的作用下,材料在承受压力时会出现变形,而当去掉这股压力时,变形就会消失。在儿童电影《超人总动员》中,超人一家中的妈妈就穿着具有超弹性这一特性的服装。
在现实生活中的医学领域,具有超弹性的智能材料受到高度重视。例如,“支架”这种用于心血管手术的装置就是由镍钛合金制成的。
在文章中,三名科学家强调了不直接参与“马氏体相变”的“原子扩散”现象如何得以间接影响到形状记忆效应。
原子扩散指的是原子发生的距离大于原子间距离的运动与位移。
由三名科学家及其合作者进行的研究表明,具有“马氏体相变”和形状记忆效应的材料结构在任何情况下都会受到原子扩散现象的影响。这会改变材料的特性,并可能使后续的转变复杂化。
同时,三名科学家在文章中还公布了与热扩散对两种以铜合金为基础的智能材料的奥氏体相和马氏体相的影响相关的研究结果。
为此,他们不仅使用了计算模型,还通过实验室对相关材料原子结构的实验和观察获取数据。
报道称,在电影继续借助运用具有科幻性质的智能材料的人物让观众惊叹的同时,现实世界中的科学家也在增进对这些材料的了解以便找到新应用方式方面取得进展。

 


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