El nitinol es una aleación de níquel-titanio que se distingue de otros materiales por su memoria de forma y características superelásticas.
HISTORIA DEL NITINOL
Nitinol es un nombre comercial tomado de los elementos que lo componen, níquel (Ni) y titanio (Ti), y del grupo científico que lo descubrió, el Laboratorio de Artillería Naval (NOL). Un equipo del NOL descubrió la aleación mientras buscaba materiales que pudieran usarse en herramientas para desmantelar minas magnéticas.
En un artículo publicado por Time en 1968, el descubridor William Buehler discutió cómo pensaba que el Nitinol podría usarse para prefabricar herramientas utilizadas en aguas profundas o en el espacio.
En ese momento, Goodyear Aerospace Corp. había imaginado deformar una antena satelital de Nitinol y colocarla en una pequeña carga útil de cohete, luego restaurarla a su forma original al desplegarse usando calor.
Más allá de estas primeras predicciones, el nitinol ha demostrado ser de gran utilidad en el ámbito de los dispositivos médicos.
Los ingenieros lo han utilizado para dispositivos que mantienen el flujo sanguíneo dentro de una arteria, implantes que restauran la función de una válvula cardíaca defectuosa y dispositivos de recuperación que eliminan los coágulos de sangre que amenazan la vida desde las profundidades del cerebro.
SOBRE EL NITINOL
Conocida por sus propiedades superelásticas y de memoria de forma únicas, la capacidad de recordar y volver a una forma específica después de la deformación cuando se expone a una temperatura predeterminada.
Esta aleación está revolucionando la forma en que los dispositivos médicos y otras industrias de alto rendimiento fabrican soluciones de próxima generación.
Cualquier cosa menos soluciones básicas de nitinol
Hay dos tipos principales de Nitinol: superelástico y con memoria de forma, que están determinados por la temperatura de transformación. El nitinol superelástico es más frío y el nitinol con memoria de forma es más cálido.
No te dejes engañar por la descripción: el mismo efecto superelástico y de memoria de forma se está produciendo independientemente de la categoría.
Para ayudarte a elegir el Nitinol que sea mejor para su aplicación, dividimos las categorías de superelástico y memoria de forma en grados con rangos de temperatura más estrictos. Puede hacer clic en las páginas superelásticas o con memoria de forma para obtener más información.
- El nitinol superelástico se usa comúnmente en dispositivos médicos. Las temperaturas de transformación para los grados superelásticos están entre -20 ° C y 22 ° C [-4 ° F y 71,6 ° F].
- El nitinol con memoria de forma se usa comúnmente para actuadores y otras aplicaciones industriales. Las temperaturas de transformación para los grados con memoria de forma están entre 22 ° C y 80 ° C [71,6 ° F y 176 ° F], y algunos grados ofrecen temperaturas superiores a 85 ° C [185 ° F].
MEMORIA DE FORMA
¿Alguna vez has visto esos anteojos que se pueden estropear, pero luego «recuperan» su forma original? Si es así, probablemente te hayas preguntado, cómo funciona esto.
Después de todo, parece ir completamente en contra de todo lo que hayas aprendido o experimentado sobre cómo se comportan los metales. Los sujetapapeles, por ejemplo, una vez doblados y deformados, tienen más probabilidades de romperse que de recuperar su forma anterior.
Puede que te sorprenda descubrir que el efecto de memoria de forma, como se le conoce, se remonta a bastantes años, a la década de 1930. Pero los productos que incorporan materiales que hacen uso de este efecto solo salieron al mercado un poco más recientemente, en las últimas décadas.
La mayoría de los materiales que se sabe que tienen esta memoria de forma son aleaciones (mezclas de dos o más metales) y la más conocida es una aleación de níquel-titanio conocida como nitinol. El nombre proviene de los dos metales y del lugar donde se descubrieron sus propiedades, el Laboratorio de Artillería Naval de EE. UU.
La historia de su descubrimiento es un clásico
Un investigador llamado William Buehler estaba tratando de hacer un mejor cono de punta de misil, uno que fuera resistente a la fatiga, al calor y al impacto. Una aleación 1 a 1 de níquel y titanio hizo el trabajo, por lo que tomó algunas para mostrárselas a sus colegas en una reunión.
La muestra que pasó estaba doblada como un acordeón. Alguien, presumiblemente tratando de probar sus propiedades resistentes al calor, lo calentó con su encendedor. Para sorpresa de todos, la tira parecida a un acordeón se estiró y tomó su forma anterior.
¿Entonces, cómo funciona?
Como ocurre con muchas otras cosas en química, la respuesta está en la estructura atómica. En el nitinol, los átomos de titanio y níquel ocupan posiciones atómicas bien definidas entre sí, mientras que en muchas otras aleaciones, las posiciones son aleatorias.
Cuando se calienta a unos 500 grados Celsius, forma una estructura muy fuerte con simetría cúbica, conocida como austenita.
Esto es muy similar a la estructura en muchos tipos de acero, que como todos sabemos es bastante fuerte. Hacer las monturas de las gafas a alta temperatura «bloquea» el metal de las monturas en la forma correcta.
A temperaturas más bajas, el nitinol cambia la estructura cristalina a una monoclínica mucho más débil. Esto se llama martensita y permite que las capas de átomos se deslicen entre sí. Entonces, a temperatura ambiente, los marcos son flexibles, pero solo un poco de calor les da suficiente energía para regresar a su estructura anterior.
