Sobota 26. listopadu 2022, svátek má Artur
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 26. listopadu 2022 Artur

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:
  • Nejčtenější

Chřestýši pro Ukrajinu. Protiletadlový systém vznikal původně pro JAR

Ukrajinu podporuje dodávkami zbraní celá řada zemí. V pondělí 20. listopadu oznámil francouzský ministr obrany...

Nejnebezpečnější známý ekosystém druhohor ukazuje peklo dinosauřího světa

Pokud pozdně křídové Velké vnitrozemské moře označují vědci za nejnebezpečnější vodstvo v dějinách (plné dravých...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

KVÍZ: Letadla druhé světové války opět v akci. Zkuste se s nimi vypořádat

Po měsíci přichází další kvíz v rozpoznávání letadel podle siluet. A opět je ve dvou variantách obtížnosti, byť v obou...

Kosmická loď Orion dorazila k Měsíci, příště již poletí s lidmi

Po pěti dnech dosáhla kosmická loď Orion jednoho ze svých cílů, když se přiblížila na 130 kilometrů k Měsíci. Přirozené...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Zlaté, šedé i modré fajfky. Musk chystá pro Twitter „bolestivý“ systém účtů

Nový majitel sociální sítě Twitter zveřejnil novinky v systému ověřených účtů. Nově se mají dělit na několik kategorií....

Zubařka Saxana a dvě mrtvoly. Doma pořádala seance, policie ji viní z vraždy

Premium Policie zadržela dvě ženy a prověřuje, zda byly členky sekty. Obvinila je z vraždy. Jednou z žen je úspěšná dentistka,...

Jím jednou denně a často mi stačí spát jen čtyři hodiny, říká kardiolog Neužil

Premium Mluví rychle, a i když sedí, máte pocit, že je v neustálém pohybu. Jinak by nejspíš nemohl stihnout to, co dělá. Petr...

USA byly pro nás symbolem svobody a blahobytu. Teď nám vhánějí slzy do očí

Premium Amerika nás naučila cestovat. Obdivovali jsme ji pro její svobodu, sílu i neomezené možnosti. Se svým manželem jsme do...

Apple představil svůj nejvýkonnější tablet, má čip jako MacBooky

Apple v úterý ukázal nové přírůstky do svého tabletového portfolia. Inovace se podle očekávání dočkaly oba modely řady...

Jak americká společnost Atari přišla ke stovky let starému japonskému názvu

Logo Atari mnohým navozuje příjemně hřejivé pocity a vzpomínky. Jedna z nejuznávanějších společností světa totiž...

Stačilo málo a videokazety se nemusely stát fenoménem

Domácí video 80. a 90. let má jasného vítěze. Zatímco tehdejší VHS systém převálcoval konkurenční technologicky...

Špičkové brýle pro virtuální realitu od Facebooku jsou tu, cena nepotěší

Na konferenci Meta Connect předvedl zakladatel Facebooku nejmodernější brýle pro virtuální realitu, Meta Quest Pro. Jde...

Vyhrajte roztomilou kočičku Žofku z kolekce My Fuzzy Friends od Bambule
Vyhrajte roztomilou kočičku Žofku z kolekce My Fuzzy Friends od Bambule

Roztomilé plyšové zvířátko My Fuzzy Friends Ospalá kočička Žofka čeká, kdo ji v soutěži vyhraje a vezme domů. Co pro to musíte udělat? Stačí se jen...

Žena vypadá jako divoženka, muži jsou jejím vzhledem fascinováni

Umělkyně, modelka i pornoherečka si říká Annuschkatz a na svém těle má tolik tetování, že už je jen málokde vidět její...

Přemýšlím o sebevraždě, říká Obermaierová kvůli plynu a drahým energiím

Herečka Jaroslava Obermaierová (76) prozradila, že má strach z drahých energií a nedostatku plynu. Kvůli tomu dokonce...

Nelituji toho, že jsem kdysi pila, říká sestra Jiřího Korna. Žila i na ulici

Yvetta Kornová (60) promluvila o alkoholismu a svěřila se, že plánuje svatbu. Známá dětská herečka a sestra zpěváka...

Raketa byla Ukrajince, nebo Rusa? rýmuje Nohavica na kanálu Bobošíkové

Problematiku rakety dopadlé na polské území zpracoval ve své nové písni Jaromír Nohavica. „Ta raketa byla Ukrajince,...

Česku, Maďarsku i Rumunsku hrozí měnová krize, varuje Nomura

České republice, Maďarsku a Rumunsku hrozí v příštím roce měnová krize, a to kvůli rostoucím rozpočtovým a vnějším...