Vì sao có kim loại lại có khả năng ghi nhớ?

Người và động vật đều có khả năng ghi nhớ nhất định, liệu với các kim loại vô tri, vô giác lại có khả năng ghi nhớ không?

Vào năm 1961, ở Mỹ có một nhân viên kỹ thuật đã lấy từ kho một cuộn dây hợp kim niken - titan, anh ta uốn thẳng sợi dây thành một thanh thẳng, sau đó đem đặt thanh niken - titan gần một lò lửa, anh ta phát hiện một sự kỳ lạ: sợi dây kim loại lại lấy trở lại dạng cong như cũ, như thể ở dây kim loại có "trí nhớ" vậy. Anh cán bộ kỹ thuật hết sức thú vị về phát hiện của mình. Anh ta lặp lại thí nghiệm nhiều lần và đều nhận được kết quả như nhau. Sau này người ta còn phát hiện được nhiều hợp kim khác cũng có "trí nhớ", ví dụ hợp kim của cađimi, hợp kim của đồng, nhôm, niken.

Vì sao các hợp kim này lại có "khả năng nhớ" như vậy? Khi nghiên cứu kỹ hơn người ta tìm thấy khả năng "ghi nhớ" của hợp kim có liên quan đến cấu tạo nội tại của hợp kim. Nói chung ở các điều kiện khác nhau, các chất ở trạng thái tinh thể sẽ có cấu trúc có tính ổn định khác nhau. Ở nhiệt độ tương đối thấp, các tinh thể của hợp kim có cấu trúc không ổn định. Khi tăng nhiệt độ quá một nhiệt độ xác định nào đó, tinh thể sẽ biến thành dạng cấu trúc ổn định, nhiệt độ này được gọi là nhiệt độ chuyển biến cấu trúc. Đó là lý do tại sao sợi hợp kim niken - titan lại lấy lại dạng cong ban đầu khi tăng nhiệt độ. Với sợi hợp kim niken - titan, nếu đem chế tạo thành hình dáng xác định, sau đó tăng nhiệt độ đến 150°C rồi lại làm lạnh, dùng ngoại lực thay đổi hình dạng của sợi dây, lúc này sợi dây đang ở trạng thái có cấu trúc tinh thể không ổn định. Bây giờ nếu đem gia nhiệt sợi dây đến nhiệt độ chuyển biến cấu trúc (95°C) trở lên, hợp kim niken - titan lại phục hồi trạng thái ổn định ban đầu. Điều đó tương tự như là hợp kim niken - titan có trí nhớ và đã phục hồi được hình dạng ban đầu. Các nhà khoa học gọi đó là hiệu ứng ghi nhớ hình dạng.

Ngày nay hiện tượng này đã được ứng dụng vào mục đích nghiên cứu khoa học trong công tác thám không. Ví dụ để thu thập các số liệu về Mặt Trăng cần phải phản hồi các tư liệu từ Mặt Trăng về Trái Đất. Muốn thế phải đặt trên Mặt Trăng một anten có dạng như một cái ô lớn (anten parabon). Làm thế nào đưa được một cái ô lớn như vậy lên Mặt Trăng? Các nhà khoa học nghĩ đến nguyên lý dương ô dựa vào các hợp kim "có trí nhớ". Trước hết người ta chế tạo một cái ô lớn ở nhiệt độ cao hơn 40°C. Sau đó gấp cái ô này thành một hình dạng chiếm một thể tích bé để có thể cho vào con tàu vũ trụ và phóng lên Mặt Trăng. Khi anten đã lên đến Mặt Trăng, bao đựng ô mở ra, các sợi dây hợp kim sẽ cao hơn 95°C và anten sẽ phục hồi nguyên trạng hình parabon vốn có trước đó. Đó quả là điều hết sức kỳ diệu.

Hợp kim có trí nhớ ngày càng được ứng dụng rộng rãi hơn. Các hệ thống truyền dẫn áp lực trên máy bay trước đây hay có hiện tượng rò rỉ dầu gây sự cố ở các đầu tiếp nối của các ống dẫn, gây ảnh hưởng xấu đến việc điều khiển máy bay. Người ta đã dùng hợp kim có trí nhớ chế tạo các đầu nối các ống dẫn, không chỉ rất bền mà còn không sợ bị va đập gây biến dạng. Khi cần phục hồi trạng thái ban đầu chỉ cần gia nhiệt chút ít là có thể thực hiện được dễ dàng. Khi dùng hợp kim có trí nhớ để chế tạo các đầu nối sẽ tránh được hiện tượng rò rỉ, tránh được nhiều sự cố đáng tiếc. Theo thống kê, trên ống phun khí của một máy bay chiến đấu có đến hàng trăm nghìn đầu ống nối.

Người ta cũng sử dụng hợp kim có trí nhớ để chế tạo đinh tán. Trước khi sử dụng đinh tán người ta gia công đầu to của đinh tán thành hình trụ thon như nhau, sau đó người ta cho đinh vào lỗ trong điều kiện nhiệt độ thấp. Khi tăng cao nhẹ nhiệt độ, đầu đinh tán lại nở to như cũ và được giữ chặt vào lỗ.

Tại sao phải cần phát triển thực phẩm màu xanh (thực phẩm sạch)?

Trong kết cấu thức ăn của con người, đại đa số là từ cây trồng nông nghiệp như lúa, mì, rau xanh, hoa quả. Tất nhiên, lợn, bò, dê, gà, vịt, cá.

Vì sao một người cao 1,50 m có thể bị chết đuối trong hồ nước có độ sâu trung bình 1 m?

Nếu có người hỏi bạn “một người cao 1,50 m có thể bị chết đuối trong hồ sâu 1 m hay không?”. Nhất định bạn sẽ trả lời: không.

Tại sao nói hoa cúc là một chùm hoa chứ không phải là một đóa hoa?

Hoa cúc là một loài thực vật nuôi trồng từ lâu đời, nó vừa có giá trị thưởng thức, vừa có thể làm thuốc, còn có thể cho vào chè, có giá trị kinh tế...

Vì sao mùa xuân cần ấm, mùa thu cần lạnh?

"Mùa xuân cần ấm, mùa thu cần lạnh" là câu nói cửa miệng mà ta thường nghe thấy. Ý nghĩa của câu này là khí hậu mùa xuân vừa chuyển sang ấm, không nên...

Tại sao máy tính có thể chơi đùa với bạn được?

Nói tới việc chơi đùa chắc có một số bạn học sinh sẽ rất hứng khởi. Nhưng trò chơi ưa chuộng nhất chắc vẫn là trò chơi điện tử.

Tại sao có thể trượt trên băng nhưng không thể trượt trên bề mặt thuỷ tinh?

Trượt băng là môn thể thao được nhiều người yêu thích. Khi vận động viên đi giày trượt băng họ có thể lướt như bay.

Trong cơ thể có "dầu bôi trơn" không?

Trong nhà máy, máy móc thường phải cho dầu bôi trơn để giảm nhẹ ma sát khi vận hành. Thực ra, cơ thể người cũng là "một bộ máy lớn".

Thuốc nhuộm từ đâu mà có?

Từ thời xa xưa tổ tiên loài người đã biết dùng thuốc nhuộm để nhuộm quần áo. Từ hơn 2000 năm, vào thời Xuân Thu chiến quốc, người Trung Quốc đã biết...

Vì sao xuất hiện chớp dạng hình cây và hình cầu?

Vào lúc chạng vạng tối của mùa hè, đám mây hồng đi qua làm nóng mặt đất, cộng thêm tác dụng tiềm nhiệt của hơi nước đóng băng lan rộng rất cao và dẩy,...