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Oggi parliamo di strani materiali
che usiamo nello spazio, all'interno di robot e nelle vostre bocche.
Sto parlando di leghe a memoria di forma.
Come lo stesso nome dice,
questi sono materiali che ricordano diverse forme.
Per capire come funzionano questi metalli,
dobbiamo parlare di atomi ed organizzazione.
Per prima cosa parliamo di atomi.
Gli atomi sono minuscole particelle di materia che non possono essere viste dai vostri occhi
ma che costituiscono tutto quello che c'è nel nostro mondo,
dalla sedia su cui siete seduti fino al vostro telefono cellulare.
Anche gli atomi hanno modi sorprendenti di comportarsi.
Ma ne parleremo tra un po'.
Ora, quant'è grande un atomo?
Be', immaginate di strappare un capello dalla vostra testa
e di tagliuzzarlo come un bastoncino 100.000 volte.
Uno di quei frammenti avrebbe la larghezza di un atomo.
Sono piccoli cosi..
Ora parliamo di atomi e organizzazione.
Potreste non saperlo, ma gli atomi si dispongono
in maniera simile al modo in cui gli esseri umani lo fanno tra di loro.
Alle volte si siedono in file, proprio come noi
su un autobus o dentro un aeroplano.
Chiamiamo questa disposizione "fase".
Altre volte si siedono in diagonale l'uno rispetto all'altro,
un po' come le sedie in un cinema o in uno stadio sportivo.
Questa è un'altra fase.
Quando gli atomi si spostano da una posizione all'altra
viene detto cambiamento di fase.
I cambiamenti di fase si trovano dappertutto.
Potreste già conoscere le fasi dell'acqua:
solido, liquido e gassoso.
Anche molti altri materiali hanno fasi come questa.
Alcuni di loro hanno svariate fasi solide.
OK. Torniamo a quelle leghe a memoria di forma che abbiamo menzionato in precedenza.
Quando diciamo che i metalli ricordano le loro diverse forme
quel che stiamo in realtà dicendo è che ricordano le diverse disposizioni delle posizioni
degli atomi. Quando gli atomi si ridispongono
il metallo si muove da una forma ad un'altra.
Osserviamo un cambiamento di fase in corso.
Qui abbiamo un filo di metallo composto di nickel e titanio.
Questo filo in metallo è una lega a memoria di forma,
ed io lo farò cambiare nelle sue diverse forme
usando il calore di un accendino.
Osservate.
Arrotolerò questo filo attorno al mio dito
e poi lo riscalderò.
Stupefacente!
Il filo ritorna ad una forma lineare quando lo riscaldo.
Proviamo di nuovo.
Lo arrotolerò intorno al mio dito e lo riscalderò.
Ah sì, è sempre stupefacente.
Non è solo sorprendente, è anche strano
perché i metalli in genere non si comportano in questo modo.
Ecco una graffetta. Quando la riscaldo, non succede nulla.
Quello che vediamo è un filo a memoria di forma che cambia fase quando si riscalda.
Quando il filo è freddo, gli atomi sono in una disposizione diagonale,
come le poltrone di un cinema di cui abbiamo parlato prima.
Noi la chiamiamo disposizione monoclina
e gli scienziati la chiamano fase martensite.
Quando riscaldo il filo,
gli atomi si ridispongono in colonne come le poltrone dell'aeroplano.
Questa è una disposizione cubica.
Gli scienziati la chiamano fase austenite.
Quindi quando aggiungiamo il calore, gli atomi cambiano posizione senza intoppi
e lo faranno sempre.
Possiedono questo moto coordinato, proprio come i componenti di una instancabile banda musicale.
Ciascuno si sposta di un po', ma tutti insieme quei piccoli spostamenti
creano uno schema totalmente differente.
È dunque tutto piuttosto forte, ma dove usiamo questi materiali?
Be', se osservate il cielo stanotte
le leghe a memoria di forma sono al lavoro:
su Marte. Sono state usate per muovere i pannelli sul rover marziano
in modo che possa studiare l'ambiente.
Come il nostro metallo raddrizzato quando sottoposto a calore
i metalli che mantengono i pannelli si sposteranno con un calore generato elettricamente.
Quando cessiamo di riscaldare il metallo a memoria di forma
il pannello tornerà indietro grazie a una molla opponente.
Tornando sulla Terra, le leghe con memoria di forma sono usate per aprire arterie ostruite
come gli stent, che sono delle piccole molle collassabili
che dilatano i passaggi.
Le leghe a memoria di forma sono anche usate per muovere i robot,
farfalle giocattolo, i denti negli apparecchi, e per una perfetta aderenza in ogni occasione,
i fili con memoria di forma sono usati come ferretti nei reggiseni.
Ora conoscete il segreto di Victoria's Secret.
Infilando un reggiseno nell' asciugatrice sarà ogni volta come nuovo.
Che sia su Marte o nella vostra bocca, piccoli movimenti di atomi
possono creare enormi cambiamenti
e comprendere il modo di comportarsi degli atomi
ci permette di realizzare materiali che rendano il nostro mondo un posto migliore.