Geheugenmetalen zijn exotische legeringen die bij kamertemperatuur zijn te vervormen, maar door verhitting weer terugkeren naar hun oorspronkelijke (‘herinnerde’) vorm. Ze worden gebruikt voor allerlei toepassingen, van stents voor dotterbehandeling van het hart, beugels voor het gebit, of het bewegen van vleugelkleppen van vliegtuigen. RUG-wetenschapper Francesco Maresca en zijn team hebben nu beschreven hoe geheugenmetalen op atomair niveau van vorm veranderen.
De belangrijkste eigenschappen van geheugenmetalen zijn vormgeheugen en superelasticiteit. Beide worden gecontroleerd door de vorming van een “microstructurele tweeling”. Dit is een op atomair niveau zeer symmetrische opbouw van het materiaal, waarbij er domeinen ontstaan die bestaan uit paren van spiegelbeeldige kristalstructuren. De reversibele beweging langs het grensvlak van beide structuren zorgt voor een soepele vormverandering. Maresca: ‘Begrijpen welke typen “tweelingen” er ontstaan en door welke krachten ze gevormd worden is cruciaal voor het gericht maken van onderdelen die van vorm kunnen veranderen.’
Met een reeks technieken, waaronder machine learning, theorie over materialen en numerieke natuurkunde hebben Maresca en zijn team een model ontwikkeld waarmee het mogelijk is de kracht achter de vorming van de tweeling-structuur met hoge nauwkeurigheid te voorspellen.
Lees het hele verhaal op de site van de Universiteit Groningen.
