Materiały z pamięcią kształtu

Dynamiczny rozwój techniki, wzrost zapotrzebowania na materiały spełniające określone funkcje, a przy tym rosnąca troska o środowisko naturalne powodują, że w ostatnich latach obserwuje się szczególne zainteresowanie materiałami inteligentnymi (smart materials), oraz wielofunkcyjnymi (multifunctional materials), tzn. materiałami, które potrafią zmieniać jakąś swą właściwość w odpowiedzi na zmianę czynnika zewnętrznego, a z kolei zmiana tej właściwości może być użyta do odpowiedniego sterowania czynnikami zewnętrznymi. W praktyce oznacza to, że taki materiał potrafi łączyć funkcję czujnika i przekaźnika, umożliwiając nie tylko innowacyjne zastosowania, ale także zmniejszenie masy i miniaturyzację wyrobu. Do tej grupy należą stopy, polimery i kompozyty z pamięcią kształtu, których oryginalne właściwości, wykazywane w warunkach zmiany naprężenia i temperatury, oraz spektakularne zastosowania zostaną zaprezentowane podczas wykładu.Plan wykładu obejmuje:1. Wprowadzenie - czy materiał może pamiętać swój kształt i co to oznacza?2. Jak to widzimy w różnych skalach?3. Jakie poznaliśmy dotychczas materiały, które wykazują takie właściwości?4. Wybrane wyniki badań własnych stopu oraz polimeru z pamięcią kształtu,przeprowadzonych w IPPT PAN oraz w AICHI Institute of Technology (AIT), Toyotacity, w Japonii.5. Kompozyty z pamięcią kształtu6. Przykłady praktycznych zastosowań materiałów z pamięcią kształtu:a. w techniceb. w medycyniec. przykłady prac studentów AIT7. Podsumowanie Zostaną omówione zastosowania materiałów z pamięcią kształtu w technice do wytwarzania sprawnie działających przekaźników i manipulatorów. W medycynie zmianę ich parametrów w temperaturze ludzkiego ciała wykorzystano, m.in. do wytwarzania kardiochirurgicznych stentów, protez, implantów, małoinwazyjnych sond badawczych, narzędzi chirurgicznych, drutów do korekcji uzębienia.W ramach wykładu zostaną przedstawione wyniki badań parametrów mechanicznych materiałów z pamięcią kształtu, przeprowadzonych na maszynach wytrzymałościowych. Podczas badań obserwowano zmiany rozkładów temperatury próbek tych materiałów w procesie odkształcania za pomocą kamery termowizyjnej. Zostaną zaprezentowane filmy ilustrujące, że przemiana martenzytyczna wprost i odwrotna, odpowiedzialna za efekty pamięci tych stopów, może mieć charakter niejednorodny: makroskopowo rozwija się w zlokalizowanych cienkich pasmach w dwóch prawie prostopadłych kierunkach. Z obserwacji wynika, że proces nukleacji i rozwoju nowej fazy wykazuje niezwykłą wręcz regularność.  Podczas wykładu zostaną omówione właściwości polimerów z pamięcią kształtu, podane przykłady ich praktycznych zastosowań, zaprezentowane wyniki wspólnie prowadzonych badań z ośrodkami naukowymi w Japonii. Przedstawiony zostanie innowacyjny kompozyt z pamięcią kształtu, wykorzystujący odmienne właściwości stopu i polimeru, wykazywane w różnych temperaturach. Wykład będzie ilustrowany wieloma fotografiami, przedstawiającymi przykłady rozwiązańwykorzystujących materiały z pamięcią kształtu, stosowane w technice i medycynie. Zostaną omówiono wybrane przykłady rozwiązań konstrukcyjnych, przygotowywanych przez zespoły badawcze w ramach prowadzonej działalności naukowej i dydaktycznej w Polsce i Japonii, często z udziałem studentów. 

dodane przez Wszechnica PAN