Slitiny s tvarovou pamětí: Superelasticita, která zachraňuje život

Příklad kovové slitiny s tvarovou pamětí. Tato vydrží 10 milionů ohnutí - Foto:  Rodrigo Lima de Miranda,  University of Kiel

Příklad kovové slitiny s tvarovou pamětí. Tato vydrží 10 milionů ohnutíFoto:  Rodrigo Lima de Miranda, University of Kiel

Už po devatenácté se minulý týden rozdělovaly vědecké ceny Wernera von Siemense. Za nejvýznamnější výsledek základního výzkumu si odnesl cenu tým Petra Šittnera, vědce z Fyzikálního ústavu Akademie věd. Ten se zabývá studiem slitin s tvarovou pamětí a jejich technických aplikací pro průmyslové využití v medicíně, robotice, leteckém i automobilovém průmyslu.

„Jde o kov, který si pamatuje tvar, který jsme mu předtím vnutili,“ popsal v Magazínu Leonardo technolog. 

Ten uvedl jednoduchý příklad, „Z drátu vyrobíte pružinku a natáhnete ji, až je z ní rovný drát, ale při ohřevu se vrátí zpátky do tvaru pružinky... Materiál, se kterým pracujeme, dokáže změknout, úplně změnit svůj tvar, a po zahřátí se vrátí do původního tvaru.“ 

V případě používané slitiny niklu a titanu vlastnosti velice závisí na přesném složení v rámci desetin procenta. „Z toho vyplývá náročnost technologie výroby takových materiálů, protože když se spletete jen o desetinu procenta v chemickém složení, slitina je nepoužitelná.“ 

„Vlastnost implantátu ze slitiny nikl-titan je ta, že když se po zavedení katetrem na místo určení ze zavaděče vysune, tak se vrátí zpátky do svého původního tvaru, a to je superelasticita, tedy návrat po odtížení do původního tvaru. To se využívá pro stenty, které dnes zachraňují život lidem trpícím poškozením cév, ale počet implantátů na tomto principu roste geometrickou řadou.“

„Jev tvarové paměti sám o osobě moc aplikací nenalezl. To, co našlo aplikace, je tzv. superelasticita, tedy že ten drátek můžete vzít a když má 10 centimetrů, tak ho o centimetr protáhnete, a on se zase zpátky vrátí, čili vratná deformace u kovu 10 %. Běžný kov se vratně deformuje do 0,5 %,“ vysvětlil Šittner. 

První uplatnění tato vlastnost našla v lékařství, v mikroinvazivních operacích, kdy je potřeba do těla dopravit například implantát na konkrétní místo, aniž by muselo dojí k otevření pacienta. 

„Nepřišlo to samo od sebe, stálo to 20 let úsilí zvláště v Americe. Protože se slitiny odlévají a z nečistot v nich vznikají inkluze, které jsou pak nežádoucím zdrojem porušení, jde o to, jak vyrobit materiály, kde tyto inkluze nejsou,“ objasnil náročnost procesu výroby slitin vědec. 

Také proto materiály dnes lékařským firmám dodávají tři společnosti, a i ty používají ingoty připravené jedním výrobcem. 

„Jeden z výzkumů, kterými se zabýváme ve Fyzikálním ústavu, je jak upravit povrch, a tím míním několik nanometrů tenkou oxidickou vrstvičku na povrchu tohoto kovu, kterou očima nevidíte, ale má obrovský vliv na mechanické vlastnosti,“ shrnul snahy svého týmu o zlepšení paměťových slitin Petr Šittner. 

Autor:  Josef Kluge  (jkl), Ondřej Čihák
Pořad: Magazín Leonardo  |  Stanice: ČRo Plus
Čas vysílání: pondělí-pátek 14:35 a 20:40, repríza neděle 14:33  |  Délka pořadu: 26 minut  
 

Nové články v rubrice

 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Meteor

Poškozuje klimatizace zdraví?

Dusit se horkem, nebo dýchat nepřirozený studený vzduch z klimatizace? Ani jedno není ideální, obzvlášť...

Příroda

Predátoři pomáhají kořisti k adaptaci na oteplení

Pokud čelí živočichové tlaku dravců, přizpůsobí se mnohem snáze i dalším nepříznivým vlivům včetně rostoucích...

Planetárium

Největší optický dalekohled na světě a jemenské mumie v ohrožení

Aktivní sopka Bogoslof na Aleutách, příčiny havárie modulu Schiaparelli na Marsu a první testovací let...

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2017 Český rozhlas

Tento web používá k analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace