Исследовательская группа из лаборатории Беркли (Berkeley Lab) обнаружила новый способ искусственного создания внутренних механических напряжений внутри и на поверхности специального сплава железа и висмута, что придает этому материалу так называемое свойство запоминания формы. Создаваемые внутренние напряжения проявляются на участках сплава наноразмерного уровня, что позволяет материалу восстанавливать свою первоначальную форму с невероятно высокой точностью. Кроме этого, новый сплав может восстановить свою форму при деформации порядка 14 процентов от изначальной формы, что является самым высоким показателем для подобного эффекта когда-либо наблюдаемого в любом металлическом соединении. Разработка материала, обладающая столь замечательным эффектом памяти формы, позволит использовать этот материал в чрезвычайно широком ряде областей включая медицину, энергетику и электронику.

"Наш железно-висмутовый сплав показал поистине чемпионское значение силы эффекта памяти формы, сохраняя этот эффект на устойчивом уровне вплоть до наноразмерного уровня частиц сплава" - рассказывает Джинксин Занг (Jinxing Zhang), бывший ученый из отдела материаловедения лаборатории Беркли, а ныне профессор из одного университета в Пекине, - "Более того, наш функция памяти формы нового сплава может быть активирована с помощью электрического тока, а не высокой температуры, как это имеет место быть с другими металлическими сплавами. Такая способность позволяет нашему сплаву восстанавливать свою форму намного быстрее, чем другие сплавы".

Эффект памяти формы является "металлическим" аналогом свойства эластичности, когда материал "помнит" свою изначальную форму и возвращается к ней, будучи деформирован с помощью приложенных внешних воздействий. В прошлом для восстановления изначальной формы объектов, изготовленных из специальных металлических сплавов, всегда применяли нагрев объекта до относительно высокой температуры. Это является своего рода проблемой, особенно с учетом того, что сплавы на основе титана и никеля с памятью формы широко используются в медицине при создании имплантатов и механических суставов протезов.

Новые электрически активируемые сплавы с памятью формы могут найти широкое применение не только в медицинской области, их можно использовать при создании различных сервоприводов, "умных" материалов и микроэлектромеханических систем (MicroElectro-Mechanical Systems, MEMS). Огромную роль в этом сыграет память формы, реализованная на наноуровне, что позволит избежать возникновения эффекта усталости, окисления, появления микротрещин и других отрицательных эффектов, воздействию которых подвержены обычные металлические сплавы, обладающие памятью.

"Применение комбинации электрического тока и электрического поля позволяет нам получить обратимые фазовые превращения структуры материала. Такая способность позволит использовать железно-висмутовые сплавы везде там, где требуется не только одноразовое действие эффекта, а его постоянное циклическое проявление" - рассказывает профессор Занг, - "А высокое значения эффекта памяти, плюс его наноразмерная реализация делают наш новый сплав одним из первых кандидатов на его применение в микроэлектромеханических системах, в наноразмерных устройствах и механизмах".