ВизиЯ Интересный мир Некоторые вещества обладают памятью и мы используем это свойство в повседневной жизни

Как работают брекеты?

Можете ли вы представить, что некоторые вещества обладают памятью? Если нет, то сегодня мы познакомимся с одним интереснейшим свойствами и его применением в нашей жизни.

Подушка с эффектом памяти

У некоторых материалов, преимущественно сплавов различных металлов, наблюдается эффект памяти формы — явление возврата к первоначальной форме при нагревании.

Как это работает?

Представим себе скрепку изготовленную из сплава с эффектом памяти формы. Изогнём её произвольным образом. И как только мы нагреем её над пламенем свечи или поместим в горячую воду — металлическая проволока примет изначальную форму скрепки.

Почему так происходит? Изделию из материала с эффектом памяти в заводских условиях при высокой температуре задают необходимую форму. После охлаждения внутренняя структура сохраняется и принимается за исходную. Мы можем представить себе, что проволока из такого сплава состоит из мельчайших квадратных ячеек. При деформации одни слои вытягиваются, другие наоборот сжимаются. Как только мы нагреваем материал, в слоях появляется внутреннее напряжение, которое стремится вернуть структуру в исходное состояние. Вытянутые ячейки сжимаются, а сплюснутые растягиваются — материал принимает изначальную конфигурацию.

Вещества, обладающие памятью

Лидером среди материалов с памятью формы по применению и изученности является никелид титана TiNi — нитинол. Помимо того, что изделия из этого сплава способны возвращать исходную форму после деформации, они обладают очень высокой прочностью, коррозийной стойкостью и хорошей биологической совместимостью.

Но нитинол не лишён недостатков. Так как сплав состоит из титана, он легко реагирует с азотом и кислородом при высоких температурах, поэтому при производстве используется вакуум и инертная атмосфера. Высокая прочность вызывает проблемы во время обработки и изготовления деталей. А совокупность этих факторов отражается на цене изделий из никелида титана — в прошлом столетии их стоимость была чуть ниже изделий из серебра.

Современные сплавы, обладающие памятью

Современный уровень развития промышленности позволил использовать сплавы с эффектом памяти формы для решения множества задач. Из нитинола изготавливают специальные втулки, с помощью которых осуществляют прочное и герметичное соединение в тех случаях, когда сварка невозможна или нежелательна.

Специальные проволоки из нитинола используются в большинстве тепловых датчиков

Но особое место нитинол занимает в медицине. Высокая совместимость с тканями организма позволяет изготавливать из него специальные расширители для полых органов, фильтры для кровеносных сосудов, искусственные мышцы, хрящи и другие ортопедические импланты.

Главной частью брекет-систем является дуга из нитинола. Врач-ортодонт задаёт дуге форму в соответствии с конкретным клиническим случаем. После этого она помещается в специальные пазы брекетов, наклеенных на каждый зуб. Под влиянием тепла в полости рта дуга стремится вернуть себе первоначальную форму. За счёт этого возникает давление, которое постепенно выравнивает зубной ряд.

А еще иллюзионисты используют гвозди из нитинола для своих трюков. С применением грубой силы они сгибают металлические гвозди, а потом якобы силой мысли возвращают им первоначальную форму. Но мы теперь знаем, что вся магия заключается в тепле человеческого тела и химических процессах.