壓力警示——超彈性變色晶體
壓力警示——超彈性變色晶體
鄭琳潔
一種有機分子晶體,在剪力作用下,晶體產生變型並伴隨顏色紅移。移除壓力來源後,晶體彈回原來的形狀,顏色也恢復成綠色。
試想若能看到房子的鋼筋和支架哪裡承受額外的壓力,對於建築及航太產業將是一大助力。因此,如何看見應力[註1]一直是科學家感興趣的議題。然而,現階段的力致變色(mechanochromism)材料多半受限於只能使用一次,也就是材料變色後無法立即回復,必須更換或重新活化,降低了實用性。
壓力警示——超彈性變色晶體
鄭琳潔
一種有機分子晶體,在剪力作用下,晶體產生變型並伴隨顏色紅移。移除壓力來源後,晶體彈回原來的形狀,顏色也恢復成綠色。
試想若能看到房子的鋼筋和支架哪裡承受額外的壓力,對於建築及航太產業將是一大助力。因此,如何看見應力[註1]一直是科學家感興趣的議題。然而,現階段的力致變色(mechanochromism)材料多半受限於只能使用一次,也就是材料變色後無法立即回復,必須更換或重新活化,降低了實用性。
形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,SMA)(一)
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
一、形狀記憶合金特點
形狀記憶材料是指具有一定初始形狀的材料,經形變並固定成另一種形狀後,利用加熱、照光、通電等物理刺激或化學刺激的處理,又可恢復成初始形狀的材料,包括合金、複合材料及有機高分子材料等。1932年,瑞典人奧蘭德(A. Ölander)在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應,即合金的形狀被改變之後,一旦加熱到一定的溫度時,它又可以變回到原來的形狀,人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金(shape memory alloy,SMA)。記憶合金的開發時間不長,但由於其在各領域的特效應用,正廣為世人所矚目,被譽為“神奇的功能材料”。
形狀記憶合金( Shape Memory Alloy,SMA)(二)
臺北市立第一女子高級中學化學科何鎮揚老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
三、形狀記憶合金材料
至今為止,已發現有十幾種記憶合金體系,可以分為:Ti-Ni-系、銅系、鐵系合金三大類,包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-A1、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、Ni-A1、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等,它們有兩個共同特點:
1. 彎曲量大,塑性高;
2. 在記憶溫度以上恢復以前形狀。