Trots att formminnesmaterial har en mycket god potential för användning i en mängd olika applikationer, har många av dem en funktion: för att ändra form kräver de värme. Detta kan i sin tur vara ett problem för deras användning i temperaturkänsliga miljöer, såsom människokroppen. Men den nya utvecklingen av schweiziska forskare har inte denna nackdel, eftersom i stället för värme använder materialet med formminne som skapas av dem en magnetiskt känslig vätska. Utvecklingen rapporteras i tidningen Advanced Materials.
Hur fungerar formminnesmaterial?
Materialet är utvecklat av forskare från schweiziska Paul Scherrer-institutet och schweiziska högre tekniska skolan i Zürich och är baserat på en silikoninnehållande polymer med droppar av en speciell vätska inkapslad inuti den. Denna "magnetorologiska vätska" består i sin tur av vatten, glycerin och små partiklar av karbonyljärn. Vätskans sammansättning liknar mjölk, i vilken fettpartiklar dispergeras (upplöses) i en vattenhaltig lösning.
I sitt normala tillstånd förblir materialets struktur mjuk och flexibel. Men man måste bara påverka det med ett magnetfält, och dropparna av vätskan som finns i det förlängs, och järnpartiklarna i den rinner upp längs källan till magnetfältet. Tack vare dessa två faktorer observeras en 30-faldig ökning av materialstyvheten.
I praktiken betyder detta att om du ställer in den ursprungliga formen för ett material och sedan agerar på det med ett magnetfält, så stelnar det och behåller denna form tills effekten av magnetfältet upphör. När detta händer återgår materialet till sin ursprungliga form och blir mjukt.
I tidigare studier har forskare redan skapat magnetiskt aktiverade formminnesmaterial, bestående av polymerer som innehåller metallpartiklar. Enligt de schweiziska forskarna låter deras magnetorologiska vätskes särdrag göra att deras polymer blir styvare.
Kampanjvideo:
Forskare uttrycker flera fall som kan användas för sitt nya material. Till exempel kan den användas för att göra medicinska katetrar som kan ändra deras styvhet efter att de säkert har införts i blodkärlen. Det kan användas för att skapa självhelande däck för markbaserat forskningsrymdfarkoster, eller för att användas vid tillverkning av robotikkomponenter som kan röra sig utan behov av motorer.
Nikolay Khizhnyak
