美國曾利用記憶合金的特性,將由Ti—Ni合金做成的發射和接受天線通過宇宙飛船帶到月球上。這種直徑為254毫米的半球形天線被折疊成50毫米大小的一團後,放在宇宙飛船內(縮小體積時節省飛船的建造費用是十分重要的)傳送到月球上後,吸收太陽光的熱量後又自動恢複為原來的半球麵形。
國外服裝廠用記憶合金代替胸罩內的鋼絲,襯托乳房,使胸部線條更加優美。在25℃以下時,它可以任意搓洗、折疊;而穿到身上,溫度達到32℃以上時,它就像鋼絲一樣自然恢複到原定形狀,將乳房托起。這一應用頗受世界婦女的普遍讚賞。人們還利用這種合金的記憶能力,製出了自控裝置。例如,溫室中的窗臂,在太陽下山時,溫度較低,它便自動將窗戶關閉;而當太陽升起時,溫度較高,它又會自動將窗戶打開,恪守職責,從不失誤。人們可用記憶合金製成元件,安裝在工廠、倉庫、賓館等建築的電路中,並選擇記憶合金的轉變溫度和環境的安全溫度相近,當環境的溫度高於“安全溫度”時,也就是說即將發生火災,此時,記憶合金元件發生形狀變化,接通電路,從而發出報警信號,人們會迅速將火災消滅在發生之前。如果將記憶合金元件直接與自動滅火裝置相連,即是火災發生了,自動滅火裝置會迅速啟動,自動滅火。用記憶合金還可製造新的刹車係統,以減少汽車事故的發生。
一般汽車急刹車時是由汽車的“製動片”去卡車輪的轉軸,由於製動片是由一般金屬做的,總不能使汽車立即刹車,事故也往往發生在這一瞬間。如果在汽車的輪胎中鑲嵌幾圈記憶合金,當遇到情況緊急刹車時,由於輪胎與地麵摩擦產生熱量,記憶合金會迅速恢複原來形狀,紛紛向外凸出,牢牢卡住汽車輪轉軸,使高速行駛的汽車迅速停住,避免車禍的發生。
其實,金屬的記憶早就被發現:把一根直鐵絲彎成直角(90°),一鬆開,它就要恢複一點,形成大於90°的角度。把一根彎鐵絲調直,必須把它折到超過180°後再鬆開,這樣它就能正好恢複到直線狀態,這就是中國成語中所講的矯枉過正。還有記憶力更好的合金就是彈簧(這裏所說的是鋼製彈簧,鋼是鐵碳合金),彈簧牢牢地記住了自己的形狀,外力一撤除,馬上恢複到自己原來的樣子,隻是彈簧的記憶溫度很寬,不像記憶合金這樣有一個特定的轉變溫度,從而有了一些特別的功用。
記憶合金目前已發展到幾十種,在航空、軍事、工業、農業、醫療等領域有著廣泛的用途,而且發展趨勢十分可觀,它將大展宏圖、造福於人類。
知識點
普利高津
普利高津1917年生於莫斯科,1945年在比利時布魯塞爾自由大學獲得博士學位後留校工作,兩年後被聘為教授。他主要研究非平衡態的不可逆過程熱力學,提出了“耗散結構”理論,並因此於1977年獲得諾貝爾化學獎。
普利高津認為,隻有在非平衡係統中,在與外界有著物質與能量的交換的情況下,係統內各要素存在複雜的非線性相幹效應時才可能產生自組織現象,並且把這種條件下生成的自組織有序態稱之為耗散結構。從熱力學的觀點看,耗散結構是指在遠離平衡態的非平衡態下,熱力學係統可能出現的一種穩定化的有序結構。所謂耗散,指係統與外界有能量的交換;而結構則說明並非混沌一片,而是在時間與空間上相對有序。事實上,耗散結構理論就是研究係統怎樣從混沌無序的初始狀態向穩定有序的組織結構進行演化的過程和規律,並且試圖描述係統在變化的臨界點附近的相變條件和行為。
延伸閱讀
五彩繽紛的焰火
你知道五彩繽紛的焰火是怎麼產生的嗎?這要從“本生燈”的焰色試驗說起。某些金屬鹽具有獨特的火焰,這是19世紀德國著名化學家本生首先發現的。他在1845年製造了一盞煤氣燈,後來被人們稱作“本生燈”。有一次,他偶然把食鹽撒在煤氣燈的火焰上,突然,爆出亮黃色火焰。這種奇特現象,使他想到:是不是每種物質都有固定的焰色呢?於是,他做了一係列焰色試驗。用白金絲蘸上各種金屬鹽,分別在本生燈上灼燒,他發現鉀鹽是淡紫色的,鈉鹽是橘黃色的,鈣鹽是磚紅色的,鍶鹽是洋紅色的,鋇鹽是黃綠色的……正是這些金屬鹽在燃燒時發出不同顏色的光芒,才使“金光閃閃”、“空中樂”等等名目繁多的煙火,呈現出五光十色的絢麗景象,為節日增添歡樂。當你看到焰火呈現紅光時,就會想到這是碳酸鍶或者硝酸鍶的功勞;黃光是硝酸鈉的緣故;綠光是氯化鋇的作用;藍光是某些銅的化合物在燃燒。五彩繽紛的焰火,就是用各種金屬鹽配製成的。