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 trong xã hội phong kiến, ngôi vua chỉ truyền cho con trai?

Trong lịch sử Trung Quốc cũng như nước ngoài, ngôi vị đế vương nói chung là d o con trai trưởng kế thừa. Cả đến trong các gia đình thường dân cũng chỉ...

“Toán học mờ” có mơ hồ không?

Trong cuộc sống hằng ngày ta thường gặp nhiều khái niệm mơ hồ, ví như khi nấu cơm đổ nước nhiều hay ít, khi giặt quần áo thêm nhiều hay ít bột giặt....

Vì sao phải "cân bằng thức ăn"?

Cùng với mức sống được nâng cao, người ta ngày càng ăn uống tươm tất và đủ dinh dưỡng. Không ít bậc bố mẹ cho rằng thịt nạc, cá, tôm có nhiều dinh...

Tại sao lại cần phải xây dựng giao lộ lập thể?

Đi đôi với mật độ dân số ngày càng cao, mâu thuẫn giữa lượng xe tăng lên mạnh mẽ và đường sá có hạn ở các thành phố ngày càng sâu sắc. Đặc biệt là vào...

Tại sao nói lá của cây lá giả là giả?

Cây lá giả, cũng gọi là bách phương kim tước hoa, là thực vật thường hay thấy ở đất liền ven biển. Ở Trung Quốc, cây thường được trồng ở trong vườn...

Làm sao để chia một khu đất hình tam giác theo số nhân khẩu để mỗi khu đất đều thoát nước tốt?

Thôn nọ, một khu đất hình tam giác có một cạnh tiếp giáp với một mương nước như ở hình vẽ. Các nhà chức trách trong thôn muốn chia khu đất cho năm hộ...

Mười phân vẹn mười có phải đã là hay?

Người thanh thoát, thông minh, phóng khoáng, tháo vát, nhạy cảm, chân tình, khiêm tốn, cẩn thận… tóm lại là thập toàn thập mỹ - liệu có được mọi người...

Vì sao phải đưa kính viễn vọng Hapbơn lên vũ trụ?

Kính viễn vọng Hapbơn (Hubble) mang tên nhà thiên văn Mỹ. Ngày 25 tháng 4 năm 1990, kính viễn vọng Hapbơn được máy bay vũ trụ "Phát hiện" đưa vào vũ...

Vì sao màu nước nơi sông và biển giao nhau lại có sự khác biệt rõ rệt?

Cư dân đánh bắt cá dọc theo bờ biển Trung Quốc thường có thể dựa vào sự biến đổi rõ rệt về màu nước để biết vị trí di chuyển của cá. Đặc biệt là vùng...