Эффект памяти формы – способность материала «запоминать» и восстанавливать свою исходную форму после деформации при нагреве – известен давно, но до сих пор его применение ограничивалось относительно низкими показателями ЭПФ. Томским ученым удалось достичь результата – 17%, что близко к теоретическому пределу, добавив в сплав на основе железа, марганца, хрома, кобальта и никеля всего 0,2% углерода. Этот, казалось бы, незначительный компонент играет ключевую роль в мартенситном превращении – фазовом переходе, который и обеспечивает эффект памяти. Углерод не только укрепляет сплав, но и делает мартенситное превращение более «чистым», минимизируя дефекты кристаллической решетки.
Какие же возможности открывает этот «умный» материал? В медицине он может стать основой для саморазвертывающихся стентов, доставляемых к месту сужения сосуда в сжатом виде, а затем принимающих нужную форму под воздействием температуры тела. Представьте себе миниатюрные хирургические инструменты, которые вводятся через небольшой разрез и самостоятельно разворачиваются внутри организма, выполняя сложнейшие операции. В робототехнике новый сплав позволит создавать адаптивных «мягких» роботов, способных менять форму и свойства в зависимости от задачи. Например, робот-манипулятор сможет легко обхватывать хрупкие предметы, а затем становиться жестким для выполнения силовых операций. В авиакосмической отрасли материал с рекордным ЭПФ может применяться для создания «трансформирующихся» конструкций, например, крыльев самолета, меняющих форму в зависимости от режима полета. Даже в быту мы можем увидеть «умную» технику, использующую этот эффект, например, саморегулирующиеся термостаты или адаптивные системы вентиляции.
Конечно, путь от лабораторных исследований до массового применения долгий и сложный. Ученые отмечают, что при высоких напряжениях ЭПФ снижается, и это нужно учитывать при разработке поликристаллических сплавов. Тем не менее, открытие томских ученых – это огромный шаг вперед, приближающий нас к эре материалов будущего, которые сделают нашу жизнь комфортнее, безопаснее и эффективнее.
