Şekil hafızalı alaşım : NiTiNol

Şunu düşünün! Yapay zekaya sahip bilgisayarın çizdiği rotayı takip ederek Jüpiter’in uydusu Europa‘dan Mars gezegenine gidiyorsunuz. Gemi kaptanı sizsiniz ve geminizin kaskosu yok. Rota üzerinde olmaması gereken bir asteroit uzay geminize çarparak geminin kaportasını yamulttu ve sonunda Mars yüzeyindeki kolonilerden birine inmeyi başardınız. Yamuk kaportanın ne kadara patlayacağını kara kara düşünürken, kolonideki iyi kalpli köy muhtarı bir kova dolusu kaynar su ile yanınıza geliyor. Sizin şaşkın bakışlarınız altında yamuk kaportanın üzerine döküyor. Ve mutlu son! Nitinolden yapılmış kaportanız kazadan önceki haline geri döndü…

Bilimkurgu filminden fırlayıp karşımıza dikilmiş gibi duran bu madde aslında bildiğimiz Nikel (%55) ve Titanyum (%45) metallerinden oluşan bir alaşım. Ni ve Ti bu metallerin sembolleri iken, NOL bu alaşımı bulan şirket isminin baş harflerini oluşturuyor (Naval Ordnance Laboratory).

Peki, bu nasıl oluyor?
Bunun temel nedeni Nitinolün kristal yapısındaki atomların konumlarının yüksek ve düşük sıcaklıkta farklılık göstermesidir. Nitinol, düşük sıcaklıkta daha esnek ve yüksek sıcaklıkta kırılgandır. Düşük sıcaklıkta bir kuvvet uygulandığında kolaylıkla şekil değiştirebiliriz. Nitinol ısıtılırsa kristal yapıdaki atomlar konum değiştirerek daha önce yüksek sıcaklıkta sahip oldukları konumlara geri dönerler. Böylelikle başlangıçtaki şekle kavuşmuş olurlar.

Bunu daha basitleştirerek anlatmak için şunu düşünmekten kendinizi alıkoymayın: Bu sefer gemi kaptanı değil ama, Mars gezegenindeki kolonide bulunan ortaokulda bir öğrencisiniz ve beden eğitimi dersi başladı. Burada öğrenciler Nitinolü oluşturan atomları temsil edecek.

1. Öğretmen , hangi öğrencinin hangi sırada durması gerektiğini öğretiyor. Daha sonra, öğretmen düdük çaldığı anda öğrenciler kendi sıra numarasına göre sıralanacak.

Bunu Nitinol için düşünecek olursak ; Nitinole videodaki beşgen şeklini veriyoruz ve çok yüksek sıcaklığa maruz bırakıyoruz. Nitinolü oluşturan atomlar daha sonra bu dizilimi hatırlayacaklar.

2. Öğretmen öğrencilerin dağılmasını istiyor. Öğrenciler yanındaki arkadaşlarının kim olduğunu ve sıra numaralarını öğrendikten sonra dağılıyorlar.

Nitinol için düşünecek olursak ; Beşgen şeklini oda sıcaklığında elimizle bozuyoruz. Atomların konumları değişiyor. Videodaki telin beşgen şekli bozuluyor ve düz tel haline getiriliyor.

3. Öğretmen, öğrencilerin istediği gibi sıraya girebilmesi için düdüğü çalıyor. Öğrenciler başlangıçtaki sıra ve konumlarını hatırlayıp sıra oluyorlar. Tüm öğrenciler başlangıçta öğrendikleri konumlarına yerleşmiş durumda.

Bu da, Nitinol için şu demek ; Nitinolü videoda olduğu gibi kaynar suyun içine atıyoruz. Yüksek ısıya maruz kalan nitinolün atomları başlangıçtaki konumlarına (yüksek sıcaklıktaki) geri geliyorlar.

Nitinol; uzay araştırmalarında, robot teknolojilerinde, tıpta damar içine takılan stendlerde, sağlıkla ilgili operasyonlarda kullanılan yönlendirici kabloların yapımında, gözlük çerçevelerinde yaygın olarak kullanılır.

Nitinolün ilk keşfi William Buehler ve arkadaşları tarafından 1950’lerin sonlarına dayanır. Time tarafından 1968’de yayınlanan bir makalede , William Buehler, nitinolün derin suda veya uzayda kullanılan araçların prefabrikasyonunda kullanılabileceğini belirtmiştir. Bu yıllarda Goodyear Aerospace Corp. şirketi bir nitinol uydu anteni tasarlayarak ısı sayesinde orijinal şekline geri döndürmeyi düşünmüşlerdi [1]. 1978 yıllarında Düşük dereceli ısı için Nitinol motorlar tasarlandı [2]. 1985 tarihli Nitinol Isı Motorlarının Uzay Uygulamalarına yönelik faaliyetler de mevcut [3].

REFERANSLAR :

http://memry.com/nitinol-iq/nitinol-fundamentals
https://www.google.com/patents/US4302938
https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/851322/
http://www.bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/bu-malzemelerin-hafizasi-var
https://tr.0wikipedia.org/wiki/%C5%9Eekil_haf%C4%B1zal%C4%B1_ala%C5%9F%C4%B1m

Kapak Fotoğrafı: Cynthia Clague (Coronary and Structural Heart group at Medtronic)


Bu yazımız 1 Şubat 2018 tarihinde Kozmik Anafor ‘da yayımlandı. BURADA


Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir