الننتول عبارة عن سبيكة فائقة تتكون من النيكل والتيتانيوم ولها العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام والمفيدة التي تميزها عن السبائك الأخرى، بما في ذلك ذاكرة الشكل والمرونة العالية. إذا كان هذين الأمرين غير مألوفين بالنسبة لك، فلا تقلق، سنشرحهما بالتفصيل في هذه المدونة.
ما هو الننتول بالضبط؟
اسم الننتول مشتق من تركيبته ومكان اكتشافه: النيكل والتيتانيوم والذخائر البحرية L. NOL كان مركزًا للبحث والتطوير العسكري الأمريكي الذي اخترع النيتينول بالصدفة في عام 1959 .
تم تركيب الننتول في الأصل على شكل سبيكة مقاومة للتآكل، وقد وجد أن الننتول يتمتع بخصائص استثنائية سرعان ما تبددت، ولكن في معظم التطبيقات، كانت مقاومته الرائعة للتآكل مكملة له.
لماذا هي مكلفة جدا؟
على الرغم من اختراع النيتينول في عام 1959، فقد استغرق الأمر سنوات عديدة حتى أصبح الننتول متاحًا تجاريًا. جزء من السبب في ذلك هو المستوى العالي من التحكم المطلوب لإنشاء السبيكة. يتم استخدام إعادة الصهر بالقوس الفراغي لدمج التيتانيوم والنيكل، وهي عملية ذات تكاليف تشغيل عالية.
علاوة على ذلك، كما هو الحال مع العديد من السبائك، يعد التركيب أمرًا بالغ الأهمية لأداء الننتول، حيث يمكن أن يؤثر تغيير بنسبة 1٪ فقط في نسبة Ni إلى Ti على درجة حرارة التحول – وبالتالي سهولة استخدام المنتج – بما يصل إلى 100 درجة مئوية. . .
هذه العوامل إلى جانب التكلفة العالية نسبياً للمواد الخام المطلوبة. أي التيتانيوم، اشرح سبب ارتفاع تكلفة الننتول لكل وحدة وزن.
مرونة الننتول الفائقة
يمكن ثني الننتول وتشكيله إلى أشكال معقدة تتجاوز نقطة التشوه البلاستيكي لمعظم المعادن، ويعمل تقريبًا مثل سلك مرن. وهذا جعل من الممكن استخدامه في تطبيقات مختلفة.
يمكن أن يمتد الننتول لمسافة تصل إلى 30 مرة أبعد من المعادن التقليدية ويظل يعود إلى شكله الأصلي.
ذاكرة شكل الننتول
ولعل الأمر الأكثر غرابة هو قدرة الننتول على تذكر شكله. إذا تشوهت قطعة من سلك الننتول عند درجة حرارة معينة، غالبًا حوالي 500 درجة مئوية، فإنها ستعود إلى هذا الشكل عندما تصل إلى درجة الحرارة الانتقالية، والتي غالبًا ما تكون حوالي 40 درجة مئوية.
ويفعل ذلك بسبب الروابط الذرية بين صفوف الذرات التي تحاول العودة إلى شكلها عند تسخينها. يحدث التغيير من درجة الحرارة الساخنة إلى درجة حرارة الغرفة عندما تنتقل المادة من الطور الأوستنيتي إلى الطور المارتنسيتي.
ما هي استخدامات الننتينول؟
الننتول، مادة لا مثيل لها، لها استخدامات إبداعية وفريدة من نوعها. في حين أن مقاومتها للتآكل وقوتها العالية تجعلها مادة ممتازة للتطبيقات الطبية، فإن التطبيق المذهل حقًا يستخدم وظيفة الذاكرة الخاصة به.
الننتول في الطب: الدعامات والأقواس
الدعامة هي جهاز يحافظ على الوريد أو الشريان مفتوحًا، وغالبًا ما تكون هناك حاجة إليها عندما يعاني المريض من حالة مثل مرض الشريان المحيطي. تبدو دعامة الننتول وكأنها أسطوانة يتكون سلكها في شبكة مشابهة للتعزيز الذي يظهر على خرطوم الحديقة.
يختار الجراح دعامة يكون قطرها الخارجي – عادة – أكبر قليلاً من قطر الشريان التالف. يتم ضغط الدعامة إلى حوالي نصف قطرها النهائي، مما يسمح بإدخالها بسهولة في الشريان أو الوريد.
وبمجرد وصوله إلى مكانه، فإن حرارة جسم الإنسان تجعل الننتول يتذكر شكله الأصلي، مما يمنعه من الانهيار عن طريق الضغط الخارجي على جدار الوريد.
يتم استخدام الأقواس في طب الأسنان لضبط وضع الأسنان على مدار عدة أشهر أو سنوات. نظرًا لأن هذه الأجهزة يجب أن تكون قوية، ومقاومة للتآكل، ومرنة للغاية، يتم استخدام الننتول لتشكيل الهيكل الرئيسي للعديد من الأقواس والمثبتات.
تطبيقات عملية لتأثيرات ذاكرة الننتول
هناك العديد من الأدوات والأدوات التي تستفيد من تأثير ذاكرة الننتول، مثل العمل كمحرك في الماء الساخن أو كألعاب جديدة. لكن هناك بعض التطبيقات لهذه الظاهرة مفيدة جدًا.
نظرًا لأن جميع المعادن تقريبًا يتم تسخينها عند مرور تيار كهربائي من خلالها، يمكن استخدام قطعة من الننتول كمشغل وتغذيتها ببساطة في نظام الطاقة من خلال دائرة كهربائية يتم إنشاؤها. يعد هذا أمرًا رائعًا في المواقف التي تكون فيها المحركات الكهربائية أو الأنظمة الهيدروليكية ضخمة جدًا وغير عملية.