Для космоса разработали криогенный сплав с эффектом памяти формы
Инженеры из Японии разработали новый сплав, способный запоминать форму даже в условиях экстремального холода. Он работает при температуре до –200 °C — ниже, чем в тени на Луне или в глубоком космосе. Сплав стал настоящим рекордсменом по морозостойкости среди материалов с эффектом памяти формы. Из него можно создавать простые и надежные механизмы для телескопов, спутников и систем хранения водорода.
Исследование провела группа из нескольких организаций: Университет Тохоку, Университет Иватэ, Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), Национальная астрономическая обсерватория Японии, Городской университет Токио и Киотский университет. Они представили новый сплав на основе меди, алюминия и марганца (Cu-Al-Mn), который меняет форму в ответ на перепады температуры. Это так называемый эффект памяти формы: материал можно согнуть, охладив, а потом он сам вернется к исходной форме при нагреве.
Подобные сплавы уже давно используют в промышленности, но большинство из них теряют свои свойства при температуре ниже –20 °C. Особенно популярны сплавы никеля и титана, но они бесполезны в условиях открытого космоса, где температура может опускаться ниже –150 °C. Существующие аналоги, способные работать при таких температурах, слишком хрупкие или непрактичные.
Команда японских ученых решила эту проблему. Они собрали прототип так называемого теплового переключателя — устройства, которое либо соединяет, либо разъединяет детали, проводящие тепло, в зависимости от температуры. Сердцем механизма создали из нового сплава. Переключатель успешно сработал при –170 °C. Чтобы добиться нужной температуры срабатывания, исследователи изменяли состав сплава.
Руководитель проекта Тосихиро Омори из Университета Тохоку рассказал, что они были удивлены и рады, когда устройство заработало в таких условиях. Ученые считают, что с помощью изменения пропорций состава смогут добиться эффекта памяти формы и при –200 °C.
Уникальность нового сплава в том, что он не только сохраняет эффект памяти при экстремальном холоде, но и способен выполнять механическую работу. На его основе можно создать компактные и надежные системы, которые не требуют электроники или сложных двигателей. Например, такой сплав можно использовать для регулировки температуры в космических телескопах без движущихся частей и моторчиков. Или для управления системами хранения водорода, где тоже важны надежность и морозостойкость.
Команда исследователей опубликовала результаты работы в журнале Communications Engineering.
Самое популярное
