Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nově připravený polymer s magnetickou tvarovou pamětí se skládá ze tří složek: jeden typ magnetických částic indukuje teplo, druhý dodává magnetickou přitažlivost, třetím materiálem je samotný polymer s tvarovou pamětí, který různé změny dokáže fixovat.
Autoři výzkumu z Georgia Institute of Technology (vydala příslušnou tiskovou zprávu) a Ohio State University uvádějí, že z kombinovaného materiálu by se daly vyrábět např. antény měnící za chodu svou frekvenci nebo uchopovací ramena schopná i jemné manipulace s těžkými předměty.
Změny tvaru materiálu lze v tomto případě předprogramovat, jsou reverzibilní, ale dají se stejně dobře i uzamykat.
Jak na to? Do směsí polymerů s tvarovou pamětí byly přidány částice NdFeB (neodymové magnety) a oxid železitý. Z této směsi autoři výzkumu vytvořili tvar kleští. Použití oscilujícího magnetického pole s vysokou frekvencí pak vedlo k tomu, že oxid železitý se zahříval; růst teploty způsobil, že polymerní matrice změkla a stala se ohebnou. Aplikace druhého magnetického pole pak dokázala, aby se kleště zavíraly a zase otvíraly. Jakmile polymery s tvarovou pamětí vychladnou, příslušný tvar/poloha se „zamkne“. V tomto stavu je materiál velmi pevný, výzkumníci proto těmito aktuátory dokázali manipulovat s předměty, které hmotnost kleští převyšovaly až tisícinásobně. Celá změna tvaru trvá jen několik sekund. Jinou aplikací jsou změny cívek pomocí vnějšího magnetického pole, které zase mohou odpovídat změnám pracovní frekvence antén. Magnetické pole je třeba aplikovat pouze na začátku, poté se nový tvar opět zamkne a provoz antény s novou frekvencí již nevyžaduje průběžnou spotřebu energie.
Qiji Ze et al, Magnetic Shape Memory Polymers with Integrated Multifunctional Shape Manipulation, Advanced Materials (2019). DOI: 10.1002/adma.201906657
Zdroj: Georgia Institute of Technology/Phys.org
