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人类发现神奇金属晶体 可无限转变原子形态(图)

http://www.kexue.com 2013-10-12 16:05:59 腾讯科学  发表评论


当这种新金属结晶在转变形态时,会在表面形成微观级别的河流状形态

  这种金属晶体被称作“martensite”,它拥有两种不同的原子排列,而且能够在两者之间无缝转换。当加热或者降温的时候,它能够数千次的改变形状,而不会出现性能退化。这种金属材料是智能材料家庭的新成员,它们的应用领域包括太空交通工具、电子工业和喷气式发动机等。目前这种材料是由镍和钛的混合而成的合金。它们拥有“记忆形状”的卓越能力,即使被弯曲也会恢复到它们的原始形态,因此,它们被称作“形状记忆”金属。它们已经被用于眼镜框架和内衣线,也在外科手术中用作骨骼治疗的框架,而且被用作维持心脏动脉畅通的“支架”。

  当这种材料加热和冷却到一定的温度时,组成它们结构的原子就会突然发生重新排列,这样这种材料就会改变形状。有人把这种变化称之为“军事转型”,因为组成结晶的原子会井然有序的变成新的形状。这种转变意味着它能够被用于对温度变化做出反应的智能机械系统。目前martensites材料的缺陷在于,经过反复变形之后,它们内部的压力会增强导致最终出现分解。这种新材料几乎可以无限的来回变化,而且产生很少的内部损伤,这也为这种类型新材料的应用打开了新的领域。

  当这种材料在不同的原子排列状态下循环时,你能够在它的表面观察到不断变的模式,看起来就像是微观河流。研究的作者之一Richard James教授解释道:“这种新材料的真正优势在于在许多情况下都可实现转变的逆转。你能够制造直接将热量转变成电流的设备。它们能够使用计算机和手机的余热来对电池充电并且使它们更加高效。”(过客)

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