Giải mã màn ảo thuật kim loại "biến hình" đang rất được khoa học ưa chuộng
Những phát minh giúp xem giờ trước khi có đồng hồ
Axit mạnh nhất thế giới: Gấp 10 triệu tỷ lần axit sulfuric đậm đặc 100%
Cho dù bị biến dạng như thế nào, chỉ cần đặt trong môi trường nhiệt độ thích hợp là kim loại này sẽ trở về hình dáng ban đầu một cách kỳ diệu.
Trước khi bắt đầu, chúng ta hãy cùng xem qua bức ảnh dưới đây.
Chắc hẳn bạn sẽ nghĩ bức ảnh này là một kỹ xảo, vì mẩu kim loại kia đang "ngoằn ngoèo" bỗng trở thành cái ghim kẹp giấy? Thế nhưng thực tế không phải vậy, mà đó chỉ đơn thuần là đặc tính của một hợp chất kim loại có tên gọi Nitinol.
Nitinol là gì?
Nitinol là một trong các hợp kim nhớ hình (Shape memory alloys – SMA) phổ biến nhất. SMA lần đầu được vô tình phát hiện vào năm 1961 bởi William J. Buehler, một nhà nghiên cứu người Mỹ.
Loại hợp kim SMA khi ấy có từ sự kết hợp giữa Nickel và Titanium, nhưng lại được phát hiện tại phòng thí nghiệm Buehler làm việc là Naval Ordnance Laboratory (NOL) nên mới có tên Nitinol.
Tại sao Nitinol có thể "ghi nhớ" hình dạng ban đầu trước khi bị biến dạng?
Tiến sĩ Frederick E. Wang, một chuyên gia trong ngành vật lý tinh thể, là người đầu tiên chỉ ra rằng chính các thay đổi trong cấu trúc ở cấp độ nguyên tử đã giúp Nitinol nói riêng và các SMA nói chung có thể "ghi nhớ" hình dạng.
Một cách hiểu khác, thì Nitinol có thể ghi nhớ hình dạng theo quy luật chuyển biến giữa các pha, trong đó mỗi pha là một sự thay đổi trong cách sắp xếp cấu trúc nguyên tử
Ví dụ ở trường hợp của Nitinol, hợp kim được làm lạnh sẽ chuyển sang pha lạnh - martensitic, nếu làm nóng lên sẽ lại về pha nóng - austenitic.
Nếu ban đầu Nitinol được làm nóng - chuyển sang pha austenitic - và được tạo hình, đó sẽ là bước ghi nhớ. Khi làm lạnh - pha martensitic - dù bạn có bẻ cong, quấn rối nó như thế nào thì khi được làm nóng lên, nó vẫn trở về hình dạng như cũ mà thôi.
Đó là nguyên lý của hiệu ứng nhớ hình (shape memory effect) trên kim loại ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi.
Đặc tính và ứng dụng của Nitinol
Trước khi Nitinol trở nên phổ biến, đã có rất nhiều ảo thuật gia sử dụng vật liệu này làm đạo cụ cho các màn trình diễn của mình. Một trong những màn ảo thuật phổ biến nhất thời xưa với sự góp mặt của Nitinol là "bẻ cong chiếc thìa trong nước" (tất nhiên là nước nóng).
Trong sản xuất, Nitinol có tính dẫn điện và gia công cơ khí rất tốt. Bên cạnh đó, nhờ lớp oxit titan bảo vệ bề mặt, Nitinol có độ bền rất lâu và khả năng chống ăn mòn cao.
Hơn nữa Nitinol cũng là hợp kim có tính dẻo dai. Kể cả trong quá trình trở lại hình dáng ban đầu nếu gặp phải lực cản, vật liệu này sẽ tạo ra một lực đủ lớn để vượt qua lực cản đó.
Với những khả năng bá đạo như vậy, Nitinol trở thành vật liệu tuyệt hảo khi ứng dụng làm những công cụ y học như chỉnh hình răng, tạo bộ lọc, ống đỡ động mạch, neo xương... Loại vật liệu này dự tính có thể thay thế thép không gỉ trong lĩnh vực này.
Với những ứng dụng trên, Nitinol không chỉ phục vụ trong lĩnh vực giải trí mà còn là một vật liệu sản xuất vô cùng hữu dụng trong cuộc sống hàng ngày. Và riêng với khoa học ứng dụng của Nitinol còn được cho là vô biên nữa cơ.
- Hỏi khó: Thuốc độc lúc hết hạn sẽ không độc nữa hay còn... (Thứ Ba, 14:00:06 24/11/2020)
- Nền văn minh bí ẩn ít người biết ở Bulgaria (Thứ Hai, 09:30:05 24/08/2020)
- Khám phá báu vật kiến trúc của người Ai Cập cổ đại (Chủ nhật, 19:00:02 23/08/2020)
- Phát hiện hố va chạm khổng lồ trên vệ tinh sao Mộc (Thứ bảy, 12:29:08 22/08/2020)
- Chiến công hiển hách nhất gây ra nỗi ám ảnh lớn nhất, khiến... (Thứ Hai, 20:00:04 17/08/2020)
- Viên đạn hay tiếng nổ "chạy" nhanh hơn? (Chủ nhật, 07:28:05 16/08/2020)
- Lý giải hiện tượng khoa học khi sợi tóc làm vỡ miếng thép (Thứ bảy, 08:45:00 15/08/2020)
- Chấn động: Sinh vật "ngoài hành tinh" tấn công con mồi... (Thứ sáu, 11:30:00 14/08/2020)
- Chuyện lạ có thật: Đàn ông cho con bú bằng chính tia sữa của... (Thứ sáu, 07:30:08 14/08/2020)
- Phát hiện mới về hòn đảo núi lửa Nishinoshima ở Nhật Bản (Thứ tư, 21:01:06 12/08/2020)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:08 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:07 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:09 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:01 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:01 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:09 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:09 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:02 14/01/2021