Sobota 15. května 2021, svátek má Žofie
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 15. května 2021 Žofie

V podprsence či brýlích jsou chytré kovy. Za krátký čas je najdeme všude

Někomu se mohou zdá pojmy jako inteligentní materiály, chytré kovy či plasty jako hudba budoucnosti. Přesto se s nimi ve stále větší míře setkáváme již dnes, aniž bychom si to uvědomovali. Jestli máte dražší brýle, podprsenku s kosticemi nebo kávovar, tak chytré kovy používáte denně.

Termínem inteligentní materiály označujeme takové materiály, které disponují tvarovou pamětí. Může přitom jít o nejrůznější materiály od kovů přes keramiku, polymery až po organické látky. Angličtina používá pro tyto materiály označení Shape Memory Alloys (SMA), neboli slitiny s tvarovou pamětí. Podle definice jde o skupinu převážně kovových materiálů, které se, pokud je vystavíme určité teplotě, vrátí do původního tvaru. Představte si kupříkladu drátek z takového materiálu, který všelijak zohýbáte, třeba jej i smotáte do malé kuličky, ale jakmile jej zahřejete, sám od sebe se narovná do původního tvaru. Pokud byste nevěděli, o co jde, snadno byste to mohli považovat za kouzelnický trik.

Od kostic podprsenek až po vesmír

Chytré kovy využíváme v běžném životě. Příkladem jsou kupříkladu brýle s obroučkami z chytrého kovu, které můžeme v kapse klidně zmačkat a ony se přesto znovu vrátí do původního stavu. Dalším příkladem jsou kostice do podprsenek nebo spínače některých kávovarů.

Jednocestná tvarová paměť  -materiál vykazuje tvarovou paměť pouze při ohřívání.

Dvoucestná tvarová paměť - materiál je schopen prodělávat změnu tvaru při ohřívání i při opětném ochlazování.

Další velkou oblastí využití těchto materiálů je kupříkladu robotika, kde se z těchto materiálu vyrábí nejrůznější mnohdy miniaturní zařízení schopná vykonávat pohyb. Spojky z chytrých kovů však nalezneme třeba i ve stíhačkách F15. Využívají se jako tlumící zařízení v křídlech letadel nebo základech budov v oblastech s častými zemětřesení. Najdete je i v trhacích tyčích v kamenolomech nebo jednoduchých čerpadlech pro pouštní oblasti, kde se využívá jejich schopnost přeměnit při přechodu mezi oběmi fázemi teplo na mechanickou práci. Toho se ostatně využívá i v kosmonautice při rozvíjení obrovských antén ve vesmíru, které se dopraví složené a podchlazené v raketě na do vesmíru, kde se vlivem slunečního záření samy rozvinou. Inteligentním materiálům patří budoucnost a my se s nimi budeme setkávat stále častěji.

Nitinol najdete v dětských rovnátkách

Nejznámějším a nejrozšířenějším chytrým kovem je nitinol, což je obchodní název slitiny niklu a titanu, která byla na počátku šedesátých let vyvíjena původně jako antikorozní materiál. Dnes se tento materiál používá převážně v lékařství. Vlastností nitinolu totiž není jen tvarová paměť, ale nitinol je navíc vysoce odolný proti korozi, má tlumící účinky, tělu ho nedělá potíže přijmout a navíc má schopnost po zdeformování tlakem nebo tahem vrátit se do původního tvaru. Z nitinolu se vyrábí kupříkladu rovnátka, která se sama natahují, ale i umělé zubní kořeny, cévní a průduškové výztuže nebo různé chirurgické nástroje.

Martenzit

Stav, ve kterém je slitina při nižší teplotách. Kov se jeví, jako relativně měkký a snadno deformovatelný.

Austenit

Fáze slitiny při vyšší teplotě. Kov je vázán v pevné kubické struktuře, která způsobuje jeho tvrdost, stabilitu a odolnost.

Při zlomeninách využijete pro změnu tzv. osteosyntetické skobičky. Do obou částí zlomené kosti se vyvrtají otvory, do nichž se vloží hroty skobičky, která byla za nízké teploty roztaženy. Po ohřátí se její hroty stáhnou a tím přitáhnou a zafixují k sobě části zlomené kosti.

Tvarová paměť už nevyžaduje jen teplo

Američtí a němečtí výzkumníci nedávno ohlásili objev chytrého polymeru nové generace, který k návratu do původního nepotřebuje teplo, ale je fotosenzitivní. To znamená, že nahrazuje teplo světlem. V případě tohoto materiálu se jedná o ultrafialové světlo se specifickou vlnovou délkou. Podle výzkumníků by mohl být využit kupříkladu v medicíně při miniinvazivních operacích.

Trochu historie a teorie na závěr

Poprvé byla schopnost schopnost popsána již v roce 1932 u slitiny zlata a kadmia. Později se objevila i celá řada dalších slitin, jako je například mosaz (slitina mědi a zinku), či již zmiňovaný nitinol (slitina niklu a titanu), které byly případně doplněny o další příměsi, jako je je měď, hliník, mangan a další kovy. Největší zájem o tyto kovy můžeme datovat do počátku 60. let, přesněji řečeno do roku 1963, kdy byly tyto vlastnosti pozorovány u již zmiňovaného nitinolu. Ve všech případech jde o slitiny, v jejichž struktuře jednotlivé kovy pravidelně střídají (tzv. intermetalika).

Pseudoelasticita

Jev, který se projevuje vlivem vnějšího napětí - tlaku, tahu. Po uvolnění tlaku na zdeformovaný předmět (viz obroučky brýlí) se předmět vrací do původního tvaru.

Jejich schopnost tvarové paměti spočívá v existenci dvou různých krystalických forem s rozdílnými fyzikálními vlastnostmi, kterými materiál v závislosti na teplotě prochází. Tyto stavy se nazývají martenzit a austenit, což jsou termíny přejaté z hutnictví železa.

Teploty, kdy dochází k přechodu mezi jednotlivými stavy, se mohou pohybovat v rozmezí od -100 po + 100 °C a závisí na použitých příměsích. Jestliže slitina prodělává změnu tvaru pouze při zahřívání, označujeme ji jako kov s jednocestnou tvarovou pamětí, kromě toho však existují i kovy, které mohou měnit tvar i při opětovném ochlazování a takové materiály se nazývají dvoucestné.

Autor:

Fagradalsfjall online

Sledujte živě aktivní sopku na Islandu. Erupce začala po týdnech otřesů 19. března a zláště pak v noci nabízí fascinující podívanou.

  • Nejčtenější

Jak dopadne pandemie covidu? Zřejmě nejhůře jak mohla, přitom ne špatně

Virus SARS-CoV-2 napříč světem zřejmě zdomácní. Pravděpodobnost, že by se ho podařilo vytlačit a získat proti němu...

Mohutný protiletadlový systém Jenisej zastavila hmotnost, ale i Chruščov

Vývoj samohybných protiletadlových systémů vybavených radiolokátorem byl pro konstruktéry velkou výzvou. Některé...

Co může Rusko nabídnout Česku jako nástupce gripenů a proč se tak nestane

Česko připravuje výběrové řízení na nové nadzvukové letouny, protože za šest let vyprší smlouva na pronájem JAS 39...

Bez panzerfaustů by to měli pražští povstalci mnohem těžší

Nenahraditelnou zbraní Pražského povstání se stala pancéřová pěst. Bez této účinné pěchotní protitankové zbraně by byl...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Fanoušci retra pláčou. Z Windows zmizí ikonka CRT monitoru, změní se i koš

Na podzim plánuje Microsoft vydat novou podzimní edici Windows 10, která přinese další pokračování přechodu na nový...

Lékařské špičky v kauze obřích pojistných podvodů. Hrozí jim až 10 let

Premium Uznávaní doktoři „léčili“ neexistující zranění. V kauze tří stovek pojistných podvodů za 50 milionů korun je obžalováno...

Revmatoidní artritida může zkrátit život až o 15 let, varuje imunoložka

Premium Morové rány, pandemie tuberkulózy či cholery jako příčiny smrti medicína už takřka pohřbila. Nebezpečí ale číhá i u...

Tisknu se k zemi. A rakety se blíží! Reportérka pod sprchou raket Hamasu

Premium Ležím na trávníku, příjemně teplý večer. Byla by to pohoda, ale je to peklo, místo hvězd totiž počítám na nebi zásahy...

  • Další z rubriky

Apple se chystá se zpožděním ukázat novinky. Možná tablet i počítač

V úterý večer se společnost Apple chystá představit celou řadu novinek za svého hardwarového a možná i softwarového...

Zabrání vyplavení, ušetří energii a vaše prsty. I to umí chytrý dům

Premium Moc drahé, moc složité? Na takzvané „chytré domy“ mnozí pohlížejí jako na vychytávky pro bohaté hračičky. Přitom vhodně...

Srovnali jsme špičkové grafiky AMD. Topmodel zarazí cenou, ne výkonem

Grafické karty něbyly nikdy výkonnější, ale také dražší. Nárůst výkonu ale mnohdy není úměrný nárůstu ceny. V redakčním...

MacBook Air s procesorem Apple M1 zašlapal verzi s Intelem do země

Jaký výkon má procesor M1, kterým Apple ve svých počítačích nahrazuje čipy od Intelu? V redakčním utkání dvojice...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Bohuš Matuš se oženil v Krtkově světě. Vzal si o 30 let mladší Lucii

Bohuš Matuš (47) a Lucie Palkaninová (18) jsou manželé. Vzali se ve středu odpoledne v rodinném parku Krtkův svět v...

Televize NBC odmítá vysílat Zlaté glóby, Cruise kvůli porotě vrací trofeje

Americká televize NBC nebude příští rok vysílat slavnostní předávání Zlatých glóbů. Rozhodla se tak po vlně...

Zatím jsem spíš studentka než modelka, říká šestnáctiletá dcera Kubelkové

Ivu Kubelkovou (44) si všichni pamatují první vicemiss roku 1996 a několikanásobnou vítězku ankety o nejkrásnější...

Právníci Applu se snaží dokázat, že Epic Store prodává porno

Během soudního sporu mezi společnostmi Epic a Apple přišla řeč i na obchod s nezávislými hrami Itch.io, jehož klienta...

Twitch se stává Pornhubem pro děti, zaplavily ho streamerky v bikinách

Streamovací služba Twitch má poměrně přísná pravidla pro zobrazování sexuálního obsahu, některé uživatelky v nich však...