I fisici dell'Università di Costanza Daniel Mutter e Peter Nielaba hanno visualizzato i cambiamenti nei materiali a memoria di forma fino alla scala nanometrica in un articolo che sta per essere pubblicato nel Giornale Europeo di Fisica B .
Le leghe metalliche possono essere stirate o compresse in modo tale da rimanere deformate una volta che lo sforzo sul materiale è stato rilasciato. Solo leghe a memoria di forma, però, possono tornare alla loro forma originale dopo essere stati riscaldati al di sopra di una determinata temperatura.
Per la prima volta, gli autori determinano i valori assoluti delle temperature alle quali le nanosfere a memoria di forma iniziano a tornare alla loro forma memorizzata, subendo la cosiddetta transizione di fase strutturale, che dipende dalla dimensione delle particelle studiate. Per ottenere questo risultato, hanno eseguito una simulazione al computer utilizzando nanoparticelle con diametri compresi tra 4 e 17 nm costituite da una lega di proporzioni uguali di nichel e titanio.
Ad oggi, gli sforzi di ricerca per stabilire la temperatura di transizione di fase strutturale sono stati principalmente sperimentali. Grazie ad un metodo computerizzato noto come simulazione di dinamica molecolare, gli autori sono stati in grado di visualizzare il processo di trasformazione del materiale durante la transizione. All'aumentare della temperatura, hanno mostrato che la struttura cristallina su scala atomica del materiale si è spostata da un livello di simmetria inferiore a uno superiore. Hanno scoperto che la forte influenza della differenza di energia tra la struttura a bassa e alta simmetria sulla superficie della nanoparticella, che differiva da quella al suo interno, potrebbe spiegare il passaggio.
La maggior parte del lavoro precedente sui materiali a memoria di forma era in sistemi su scala macroscopica e utilizzato per applicazioni come apparecchi ortodontici, stent o dispositivi di regolazione della temperatura dell'olio per treni proiettili. Le potenziali nuove applicazioni includono la creazione di nanoswitch, dove l'irradiazione laser potrebbe riscaldare tale materiale a memoria di forma, innescando un cambiamento nella sua lunghezza che, a sua volta, funzionare come un interruttore.
