¿Crees que los materiales pueden
recordar?
Pues aunque te parezca increíble,
la respuesta es que sí. Pero no
recuerdan como nosotros.
Hay varias clases de materiales
que pueden presentar este efecto de memoria, los primeros que se
descubrieron fueron unas aleaciones
metálicas un poco especiales. A veces,
cuando mezclamos dos materiales distintos, por muy bien que los revolvamos,
seguimos viendo por separado pequeñas partes de uno y otro. Por ejemplo si
mezclamos azúcar con canela, de lejos nos parece una sola cosa, sin embargo si
nos acercamos mucho, vemos que siguen distinguiéndose los cristalitos de azúcar
y el polvo de canela. Esto no pasa en una aleación metálica, cuando aleamos dos
metales, el resultado es un material en el que no podemos distinguir las
porciones de los dos metales por separado. Y dentro de las aleaciones
metálicas, hay un grupo que son capaces de recordar.
Un material con memoria de forma,
puede deformarse casi tanto como queramos, al calentarlo recuperará su forma
original. ¿Cómo lo hacen? Imaginemos por
ejemplo un clip hecho de alambre de aleación con memoria de forma. Para hacer
la forma del muelle (o del clip en el video), trabajamos el alambre a una temperatura alta, a esa
temperatura, los átomos que lo forman se
colocan unas posiciones determinadas, es lo que llamamos estructura cristalina.
Una vez que el alambre está frío, podemos deformarlo, entonces los átomos se
tienen que recolocar, como si deformamos una caja que contiene bolas. Sin
embargo, si calentamos el clip, sus átomos se volverán a colocar en sus
posiciones originales, recuperando así su forma.
Si te parece increíble, mira
alguno de estos videos
Aunque los primeros materiales
con memoria que se prepararon fueron aleaciones de Níquel y Titanio, hay otros
materiales muy conocidos para todos que también tienen esta propiedad. Si
quieres descubrir cuales, te tendrás que comer un yogur…o ver este video http://www.youtube.com/watch?v=Fzt6hAhmJyQ
.
Estos materiales se pueden
utilizar para muchas cosas, por ejemplo, para hacer músculos artificiales, para
mover las alas que los aviones abren al aterrizar (flaps), para fabricar gafas
irrompibles, y para muchas cosas más. Si quieres puedes visitar la página de la
Universidad de Alberta (http://webdocs.cs.ualberta.ca/~database/MEMS/sma_mems/sma.html)
y ver el siguiente video http://www.youtube.com/watch?v=8CIHvx7iBx0
.
Pero ¿qué pasa de verdad a escala
microscópica? Información adicional con un poco más de base física.
El origen del efecto se encuentra
en la transformación de fase de austenita a martensita, dos fases que se
diferencian en su estructura cristalina. Cuando el material se conforma a una
temperatura determinada se estabiliza una determinada configuración de fases.
La transformación de fase austenita-martensita, puede inducirse también por
deformación, y eso es lo que hacemos. Al deformar el material provocamos el
cambio de fase, que conlleva un cambio de forma de la estructura cristalina, es
decir de la forma en la que los átomos se disponen en el cristal. Una vez
deformado el material, al calentarlo, lo que estamos haciendo es revertir el
cambio de fase, de manera que los átomos vuelvan a su disposición original.
Parece raro, pero en los siguientes enlaces puedes ver algunos esquemas muy
clarificadores.
Aunque hasta aquí nos hemos
referido a lo que podríamos llamar efecto de memoria térmico, el efecto de
memoria también se puede inducir en algunos materiales mediante la aplicación
de campos magnéticos.
Sobre las aplicaciones de
biomateriales con memoria, el siguiente enlace es excelente.
Proponemos una actividad: Si has
visto el video del yogur, verás que es muy fácil reproducirlo. Si en YouTube®
introduces aleaciones con memoria de forma como parámetro de búsqueda,
encontrarás experimentos similares con corcho.
También se pueden encontrar videos muy llamativos sobre aplicaciones:
robots, tejidos que incorporan alambres con memoria de forma, etc. Se puede
sugerir a los chavales que dejen volar su imaginación y busquen o inventen
posibles aplicaciones.
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