Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nové chytřejší materiály s tvarovou pamětí využívají magnetických kapiček v polymeru.
Výzkumníci z Paul Scherrer Institute PSI a ETH Zurich (tiskovou zprávu vydala první z těchto institucí) vyvinuli materiál, který si ponechává tvar (zpevní se) působením magnetického pole. Jedná se o kompozit, který se svým fungováním odlišuje od současných materiálů s tvarovou pamětí. Skládá se z polymeru, do něhož jsou zapuštěny kapičky tzv. magnetoreologické tekutiny (kapičky ze směsi vody a glycerolu, v němž se vznášejí částice karbonylovaného železa, Fe(CO)5; magnetoreologické = deformující se působením magnetického pole).
Fungování kompozitu ukazuje video níže. Materiál různě nakroutíme pomocí pinzety do smyčky, v přítomnosti magnetického pole tato struktura ztuhne a udrží si svůj tvar, i když pinzetu dáme pryč, po odstavení magnetu páska zase obnoví tvar původní. Magnetické vlastnosti a související triky s tvarem poskytuje materiálu přirozeně sloučenina železa. Účinkem magnetického pole roste délka kapiček v polymeru a částice pentakarbonylu železa se orientují podle siločar. Tuhost materiálu tím vzrůstá asi 30krát.
Jiné materiály tohoto typu pracují přímo s vestavěnými částicemi kovů v polymerech. Má-li však magneticky citlivá fáze povahu kapaliny, dokáže v materiálu způsobovat mnohem větší síly (tzn. po odstranění pinzety udržet i jinak mechanicky/energeticky krajně „nevýhodný“ tvar.)
Demonstrační video z Youtube
Podle studie publikované v Advaced Materials by tento materiál mohl najít využití v leteckém a kosmickém průmyslu, medicíně, robotice i elektronice (změna tvaru bez nějakého speciálního motorku apod.). V medicíně je např. oproti stávajícím technikám využívajících pro ovládání tvaru změny teploty magnetické pole výhodnější, protože teplo může poškozovat tkáň a může být také obtížné zajistit, aby se předmět ohříval či chladil rovnoměrně. Takto by např. šlo ovládat tvar katetrů posunovaných v cévách tak, aby operace byla co nejméně invazivní.
Paolo Testa et al, Magnetically Addressable Shape‐Memory and Stiffening in a Composite Elastomer, Advanced Materials (2019). DOI: 10.1002/adma.201900561
Zdroj: Eurekalert.org
