O novo material de memória super desenvolvido na Alemanha passou por milhões de deformações e rupturas
2024-02-25
Pesquisadores da Universidade de Kiel, na Alemanha, inventaram uma nova liga de memória de níquel-titânio-cobre, que pode ser deformada 10 milhões de vezes sem quebrar, enquanto os materiais de liga normalmente quebram após algumas milhares de vezes. Este novo material tem amplas perspectivas de aplicação em microeletrônica, dispositivos ópticos, sensores, equipamentos médicos e outros campos.
Já na década de 1960, os cientistas inventaram a liga de memória de níquel-titânio, que se deforma ao ser aquecida e resfriada, recuperando rapidamente a forma determinada durante o processamento mecânico inicial. A maioria das ligas que conhecemos sofre milhares de mudanças entre dois estados cristalinos, podendo até apresentar fissuras ou quebras. O especialista Kuangte, da Universidade de Kiel, explicou em um artigo que isso ocorre porque na fase de alta temperatura do metal (austenita) há uma crescente estrutura cristalina da fase de baixa temperatura (martensita), e a transformação incompleta entre essas duas fases leva à ruptura da liga. Publicado na revista Science.
A unidade da liga de memória inventada pela equipe de Kuangte é composta por 54 átomos de titânio, 34 átomos de níquel e 12 átomos de cobre. Os pesquisadores, utilizando microscopia eletrônica de alta potência e detecção por raios X em temperaturas entre 22 e 87 graus Celsius, descobriram que essa liga de memória pode suportar dezenas de milhões de deformações sem rachar. Sob o microscópio, quando a martensita se transforma completamente em austenita, dois átomos de titânio e cobre se depositam na rede cristalina. O depósito dos átomos de titânio e cobre forma a estrutura básica do cristal de duas fases. Eles chamam esse fenômeno de crescimento epitaxial.
Um especialista da Universidade de Minnesota, James, inventou há dois anos uma liga de memória de zinco, ouro e cobre com características semelhantes. Ela suporta 16.000 deformações térmicas sem rachar. A invenção da equipe de James foi publicada na revista Nature.
De acordo com a revista Science, a invenção da Universidade de Kiel ampliou significativamente o campo de aplicação das ligas de memória. Acopladores eletromagnéticos, sensores de temperatura, microeletrônica e dispositivos ópticos, meios de armazenamento de informação, válvulas cardíacas artificiais têm amplas perspectivas de aplicação na medicina. Além disso, essa liga de memória pode ser usada para converter energia térmica do ambiente em energia elétrica ou para desenvolver novos dispositivos de refrigeração.
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