Il professore di scienza e ingegneria dei materiali Seok-Woo Lee e colleghi hanno scoperto proprietà di memoria di forma super-elastiche in un materiale che potrebbe essere utilizzato nelle condizioni più difficili, come lo spazio esterno. Credito:Peter Morenus/UConn Photo
Il ricercatore di scienza e ingegneria dei materiali di UConn Seok-Woo Lee e i suoi colleghi hanno scoperto proprietà di memoria di forma super-elastiche in un materiale che potrebbe essere utilizzato come attuatore nelle condizioni più difficili, come lo spazio esterno, e potrebbe essere il primo di una classe completamente nuova di materiali a memoria di forma.
Se ti è mai capitato di portare l'apparecchio o di portare gli occhiali, potresti essere già entrato in contatto con materiali a memoria di forma. Con applicazioni in un'ampia gamma di prodotti di consumo come montature "infrangibili" per occhiali, e strutture civili industriali come ponti, i materiali con proprietà di memoria di forma possono tornare alla loro forma originale a causa di forze magnetiche o calore anche dopo essere stati notevolmente deformati.
Lee, chi è Pratt &Whitney assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali, studiato l'arseniuro di ferro e calcio, o CaFe 2 Come 2 , che è un intermetallico meglio conosciuto per le sue nuove proprietà superconduttive. Poiché il materiale è comunemente usato nei superconduttori ad alta temperatura, ricerche approfondite avevano già esaminato le proprietà superconduttive e magnetiche del composto. Ispirato da precedenti ricerche condotte presso l'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti da Paul Canfield sulle proprietà elettroniche dell'arseniuro di calcio e ferro, Lee ha deciso di misurare l'alto grado di pressione e la sensibilità alla deformazione del materiale per potenziali applicazioni come materiale strutturale.
Lavorando con un team di studenti laureati e universitari presso UConn e collaboratori presso Ames Laboratory, Università Drexel, e la Colorado State University, Lee ha scoperto che non solo CaFe 2 Come 2 esibire la capacità di "rimbalzare" nella sua forma originale, mostrava una "super-elasticità gigante". Mentre le normali leghe metalliche o intermetallici recuperano lo 0,5 percento della forma pre-deformazione una volta rimossa la forza di compressione, Bar 2 Come 2 recupera più del 13%.
Oltre alla grande capacità di recupero del cristallo, il team ha visto prove della resistenza ultraelevata e della significativa resistenza alla fatica dell'arseniuro di ferro di calcio, che garantirebbe prestazioni strutturali e integrità se utilizzato come materiale strutturale. Hanno anche notato un'altra proprietà unica durante il test di CaFe 2 Come 2 a temperature estremamente fredde. L'esistenza dell'effetto memoria di forma è stata confermata quando testata a temperature fino a 50 Kelvin, o circa -370 gradi Fahrenheit. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di tecnologie che cambiano forma a basse temperature per l'uso nei viaggi nello spazio profondo.
Ma Lee è molto entusiasta di ciò che queste scoperte potrebbero indicare su altri materiali della stessa famiglia dell'arseniuro di ferro e calcio.
"I nostri risultati possono essere applicati a più di 400 materiali simili. Questa scoperta apre un'area di ricerca completamente nuova sui materiali superelastici, " Afferma Lee. "Vediamo un grande potenziale per le nostre scoperte da applicare da colleghi scienziati nella ricerca futura e dall'industria nello sviluppo di nuove tecnologie".
I risultati sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura online il 20 ottobre in un documento intitolato "Superelasticità ed effetti criogenici della memoria di forma lineare del CaFe 2 Come 2 ."
