Paduan superelastik tetap kuat dari helium cair menjadi air mendidih, mengubah ruang dan obat
Para peneliti telah meluncurkan titanium-aluminium yang inovatif paduan Itu mempertahankan superelastisitas melintasi kisaran suhu yang belum pernah terjadi sebelumnya, dari -269 ° C hingga +127 ° C.
Inovasi ini dapat merevolusi industri seperti eksplorasi ruang angkasa, di mana kondisi ekstrem adalah norma, dan teknologi medis, di mana fleksibilitas sangat penting. Tidak seperti paduan bentuk-memori yang ada, yang berfungsi dalam jendela suhu sempit, bahan baru ini tetap kuat dan ringan di lingkungan yang keras.
Paduan Superelastik Revolusioner: Pengubah permainan
Para ilmuwan di Universitas Tohoku telah mengembangkan paduan superelastik titanium-aluminium (TI-Al) yang ringan dan kuat. Apa yang membuat bahan ini luar biasa adalah kemampuannya untuk mempertahankan superelastisitas di seluruh kisaran suhu ekstrem -dari -269 ° C (suhu helium cair) hingga +127 ° C (di atas titik didih air). Terobosan ini dapat menyebabkan kemajuan besar di bidang seperti eksplorasi ruang angkasa dan teknologi medis.
Sheng Xu, asisten profesor di Institut Penelitian Perbatasan Universitas Tohoku untuk Ilmu Interdisipliner, menyoroti ketahanan suhu yang unik paduan. “Paduan ini adalah yang pertama dari jenisnya untuk mempertahankan superelastisitas pada kisaran suhu yang ekstrem sambil tetap ringan dan kuat, yang membuka berbagai aplikasi praktis yang tidak mungkin terjadi sebelumnya. Sifat paduan membuatnya ideal untuk misi ruang angkasa di masa depan, seperti membuat ban superelastik untuk lunar rover untuk menavigasi fluktuasi suhu ekstrem di permukaan bulan.”
Bahan untuk masa depan ruang dan kedokteran
Fleksibilitas paduan pada suhu yang sangat rendah menjadikannya bahan yang menjanjikan untuk aplikasi dalam Hydrogen Society yang akan datang dan berbagai industri lainnya. Tentu saja, paduan dapat digunakan dalam aplikasi sehari -hari yang membutuhkan fleksibilitas, seperti perangkat medis seperti stent.
Saat ini, sebagian besar paduan bentuk-memori-material yang mampu mendapatkan kembali bentuk aslinya setelah kekuatan dihilangkan-terbatas pada rentang suhu tertentu. Paduan berbasis TI-Al yang baru mengatasi keterbatasan ini, menawarkan penerapan luas di bidang yang membutuhkan bahan dengan kekuatan dan fleksibilitas yang luar biasa, dari eksplorasi ruang angkasa hingga alat medis sehari-hari.
Metodologi Desain Lanjutan dan Terobosan
Tim peneliti menggunakan teknik canggih seperti desain paduan rasional dan kontrol mikrostruktur yang tepat. Dengan menggunakan diagram fase, para peneliti dapat memilih komponen paduan dan proporsinya. Selain itu, mereka mengoptimalkan metode pemrosesan dan perlakuan panas untuk mencapai sifat material yang diinginkan.
Implikasi dari penelitian ini melampaui aplikasi praktis langsung. “Penemuan ini tidak hanya menetapkan standar baru untuk bahan superelastik tetapi juga memperkenalkan prinsip -prinsip baru untuk desain material, yang tidak diragukan lagi akan menginspirasi terobosan lebih lanjut dalam ilmu material,” tambah Xu.
Rincian terobosan diterbitkan dalam jurnal Nature pada 26 Februari 2025.
Referensi: “Paduan Bentuk-Memory Ringan dengan Resistensi Fluktuasi Suhu Superior” oleh Yuxin Song, Sheng Xu, Shunsuke Sato, Inho Lee, Xiao Xu, Toshihiro Omori, Makoto Nagasako, Takuro Kawasaki, Ryoji Kiyanagi, Stefanako, Stefanus, Stefanl Harjo .. dan Ryosuke Kainuma, 26 Februari 2025, Alam.
Doi: 10.1038/s41586-024-08583-7
