Materiali a memorie di forma multiple

Applicazioni dei materiali a memoria di forma. Imagecredit: daido.co.jp

Le leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloy – SMA), sono una famiglia di materiali metallici capaci di ripristinare la loro forma originale dopo essere stati deformati,  se sottoposti ad un appropriato trattamento, che può essere termico, meccanico o magnetico.

Attualmente vengono già impiegati in numerose applicazioni e settori industriali, in robotica, medicina, ingegneria civile e nel campo aerospaziale ad esempio non si fa troppa fatica a pensare a nuovi impieghi.

Provate però a immaginare le potenzialità di un materiale in grado di assumere numerose forme predefinite e diverse, potrebbe seriamente rivoluzionare l’attuale produzione industriale!

Le SMA più semplici, quelle cioè che ricordano una forma ad una certa temperatura, e una seconda ad una temperatura differente, sfruttano un fenomeno noto fin dal 1932, ma che soprattutto negli ultimi anni grazie alla disponibilità di materiali qualitativamente superiori, si è sviluppata con numerosi prodotti per una moltitudine di applicazioni; l’esistenza di sempre nuovi e numerosi sbocchi commerciali ha, a sua volta, stimolato la ricerca innescando un processo sinergico che rende il settore molto interessante e dinamico.

Di recente, sono stati molti i tentativi per la creazione di SMA con metodi di trasformazione multipli, ma la realizzazione finora si è dimostrata molto complicata, costosa e con materiali risultati fragili.

Norman Zhou

I ricercatori dell’Università di Waterloo sono riusciti a sviluppare una tecnologia che consente memorie di forma multiple che possono essere integrate in un singolo blocco di un materiale monolitico. Inoltre, questa tecnologia può essere implementata per modificare localmente le proprietà pseudoelastiche.

Questo materiale con forme multiple si trasforma a temperature di transizione predeterminate e le configurazioni strutturali possono essere memorizzate a temperature distinte in punti specifici del monolito. Il processo di richiamo delle forme memorizzate avviene sottoponendo il materiale alle diverse temperature di transizione, cosi che ogni sito trattato muterà la sua forma alla sua specifica temperatura di transizione corrispondente.

L’area della zona di transizione può limitarsi fino a pochi micron di larghezza, e sono già stati sviluppati diversi prototipi per dimostrare questa tecnologia innovativa. Nel video seguente si può vedere un robot mutaforma in miniatura con gli arti che cambiano in funzione dell’aumentare della temperatura, un processo che si svolge in diverse fasi.

Questa tecnologia in attesa di brevetto è stata sviluppata presso il dipartimento di ingegneria meccanica e meccatronica, Centre for Advanced Materials dell’Università di Waterloo, grazie alle ricerche del professor Norman Zhou insieme ai suoi collaboratori.

Fonti: News release Waterloo University, ing.unitn.it

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