Nitinol
compost químic / From Wikipedia, the free encyclopedia
El Nitinol és un metall format per l'aliatge de níquel i titani, i presenta unes propietats estranyes respecte als altres aliatges, ja que és capaç de recuperar de manera "intel·ligent" la forma original després d'haver estat deformat, sempre que s'escalfi a la temperatura de transformació.[1][2]
A partir de l'any 1962, aquest material va començar a ser utilitzat en aplicacions sanitàries, ja que la recuperació de la forma original és molt pràctica per representar algun os o múscul, o fins i tot en petites dosis, per desobstruir artèries. Encara que els científics coneixien algunes propietats d'aquest tipus de materials des de 1932, les primeres aplicacions pràctiques no van començar a desenvolupar-se fins 30 anys més tard. En els laboratoris de la marina dels EUA William Beuhler[3] va descobrir un aliatge de níquel (N) i titani (Ti) que presentava aquestes propietats, en un programa d'investigació encaminat a l'obtenció d'un aliatge amb alta resistència a la corrosió. L'equip d'investigadors que ho va descobrir va batejar el nou material amb el nom de nitinol (acrònim de Ni-Ti-Naval Ordnance Laboratory).[4][5] Es tracta d'un aliatge de níquel i titani en proporcions gairebé equimolars i que té propietats de memòria de forma espectaculars. La memòria de forma es manifesta quan, després d'una deformació plàstica, el material recupera la seva forma després d'un escalfament suau. El nom d'aquest material s'ha convertit en sinònim d'aquest tipus d'aliatges, igual que el tefló ho és del politetrafluoroetilè.
Els aliatges amb memòria de forma deuen les seves propietats a una transició de fase entre una estructura de tipus austenita i una de tipus martensita.[6] Les transicions de fase en els sòlids es poden produir per dos mecanismes molt diferents. El més comú consisteix en el desplaçament d'àtoms de les seves posicions d'equilibri, mitjançant un procés conegut com a difusió, per adoptar una nova estructura més estable en les condicions de pressió i temperatura a què es troba el material. Aquest tipus de transicions es produeix generalment d'una manera lenta. Els aliatges amb memòria de forma sofreixen també una transició de fase que es produeix mitjançant un moviment cooperatiu d'un gran nombre d'àtoms, els quals pateixen desplaçaments molt petits de les seves posicions d'equilibri. Ja que no hi ha difusió d'àtoms aquesta transformació és molt ràpida (pot arribar a la velocitat del so. Aquesta mena de transformació rep el nom martensítica, pel fet que es van descriure en primer lloc per a la transformació de l'acer entre les seves fases austenita (dúctil i mal·leable) i martensita (fràgil i dura).
La martensita (de baixa temperatura) és una fase menys simètrica que l'austenita (cúbica centrada a les cares). Una vegada que s'ha generat per refredament la fase martensita, es pot deformar fàcilment i d'una manera plàstica, però la transformació per escalfament recupera l'única estructura de tipus austenita possible. Aquest efecte, a escala macroscòpica es manifesta en la recuperació de la forma inicial.
En un procés típic de transformació amb memòria de forma, la peça es refreda des de l'estat d'austenita per transformar-la en martensita. En aquesta fase el material és mal·leable i es deforma fàcilment, canviant de forma. Un escalfament a una temperatura superior a la de transformació retorna l'objecte a la seva forma original.