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

Návrat USA na Měsíc po více než 50 letech. První soukromý modul úspěšně přistál

v diskusi je 95 příspěvků

22. února 2024  16:09,  aktualizováno  23.2

Měsíční přistávací modul Nova-C pojmenovaný Odysseus se v pátek dostal na povrch Měsíce. Splnil tak...

Vtipně překonali „neřešitelný problém“, astronauti na ISS jsou nadšení

v diskusi je 30 příspěvků

27. února 2024  14:16

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Udržet se třeba půl roku v uzavřeném nehostinném prostoru v dobré psychické i fyzické kondici je...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Chytrý telefon nahradí kartičkami a televizorem. Nevíme, zda nejdou pozdě

v diskusi je 14 příspěvků

28. února 2024  9:21

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Překlenout „digitální propast“ mezi těmi, co mohou a nemohou, případně umí a neumí se snaží německý...

To že má nahradit recepční? Největší exponát vyvolal spíš rozpaky

v diskusi je 12 příspěvků

26. února 2024  9:30

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Velký zájem a údiv v různém smyslu slova vzbudil v předvečer veletrhu Mobile World Congress exponát...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

I půl století po Apollu je přistání na Měsíci husarským kouskem. Proč?

v diskusi je 82 příspěvků

23. února 2024  18:14

Američané po více než 51 letech dosáhli povrchu přirozeného satelitu Země – Měsíce. Z laického...

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Robopes do každé rodiny. Čínské modely kopírují jeden druhého

v diskusi je 1 příspěvek

1. března 2024

Barcelona (od zpravodaje Mobil.iDNES.cz) Nahradí robotičtí mazlíčci ty skutečné? Několik firem už pracuje na tom, aby se tak skutečně stalo....

Drahé, nebo předražené? Televizor Sony ukazuje kouzlo špičkových přístrojů

v diskusi nejsou příspěvky

1. března 2024

Stejně velký televizor se shodným rozlišením můžete koupit za desetinu ceny, stejně velký OLED...

T-Mobile se chystá na festivaly. Mobilní vysílač zprovozní za 30 minut

v diskusi je 5 příspěvků

29. února 2024

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Festivaly, koncerty, velké sportovní události, demonstrace… Velká shromáždění lidí generují...

OBRAZEM: Jediná maďarská zubačka jezdí v Budapešti. Patří mezi nejstarší

v diskusi je 5 příspěvků

29. února 2024

Zubačky „zakleté“ v katastru jednoho města nejsou jen tak obyčejná věc, a přeci dvě takové...

Otestujte šampon vhodný i pro ty nejmenší KIND od Mádara
Otestujte šampon vhodný i pro ty nejmenší KIND od Mádara

Že je mytí dětských vlásků věčný boj? To jste ještě nevyzkoušeli organický šampon KIND od značky Mádara, který se pyšní složením bez agresivní...

Zemřela slovenská moderátorka, oblíbený byl její pořad, který pomáhal dětem

Zemřela moderátorka a logopedka slovenské dětské televizní stanice JOJko Lucia Palugyayová. Bylo jí 47 let. Na...

Bianca Censori šokovala Paříž odhaleným klínem, pokutě se však vyhnula

Architektka Bianca Censori (29), která je manželkou rapera Kanye Westa (46), opět šokovala veřejnost svými outfity. V...

Princ William zrušil na poslední chvíli z osobních důvodů účast na akci

Britský princ William (41) odřekl svou účast na úterní vzpomínkové slavnosti na hradě Windsor. Na bohoslužbu za...

Brzobohatý řádil v šatech a paruce. Poprvé veřejně jako Tiffany Richbitch

Ondřej Gregor Brzobohatý (41) vystoupil poprvé veřejně v šatech jako drag queen Tiffany Richbitch. Byl hostem druhého...

Šlo o rozhovor, hájí Gondíková s Benešovou focení do pánských časopisů

Herečky Adéla Gondíková (50) a Lucie Benešová (49) jsou spolužačky z konzervatoře a přátelí se už přes třicet let. V...