月球车上的金属轮子可以在岩石障碍物周围弯曲,然后重塑成原来的形状。在地球上,外科医生安装了微小的网管,可以自行扩张心脏病患者的血管,无需机械输入或任何电线帮助。
这些变形能力都要归功于一种叫做镍钛合金(nitinol)的奇特金属,这种所谓的形状金属合金可以训练记忆自己的形状。这种有几十年历史的材料在日常应用中越来越普遍。而在未来十年,这种金属将面临迄今为止最具挑战性的应用:火星上的样品返回任务。
镍钛合金由镍和钛制成,通过加热发挥其魔力。例如,要“训练”一个由镍钛合金制成的回形针,你可以在500摄氏度的温度下将它加热成想要的形状,然后把它溅在冷水中。将它弯曲变形,然后返回相同的热源,金属就会诡异地缩回到原来的形状。
触发镍钛合金转变的温度取决于镍和钛的微调比例。工程师可以调整金属以适应各种各样的条件,使其成为复杂力学无法适应的地方的关键工具,比如人体心脏周围的血管或通过响应太阳热量定位太阳能电池板的铰链。
“边缘”号与美国宇航局格伦研究中心的工程师进行了交谈,以了解镍钛合金将如何在检索人类第一批原始火星土壤样本的任务中发挥作用——这是美国宇航局和欧洲航天局领导的火星任务活动的第二站。看看上面的视频,看看如何和看到镍钛诺在行动。(我们保证,这不是CGI。)
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