Несмотря на то, что материалы с памятью формы обладают весьма неплохим потенциалом применения в самых разных сферах, многие из них обладают одной особенностью: для того чтобы изменять свою форму, им требуется тепло. Это в свою очередь может оказаться проблемой для их использования внутри температурно-чувствительных средах, как, например, человеческое тело. Однако новая разработка швейцарских ученых лишена этого недостатка, поскольку вместо тепла созданный ими материал с памятью формы использует магнитно-чувствительную жидкость. О разработке сообщается в журнале Advanced Materials.

Как работает материал с памятью формы?

Разработанный учеными из швейцарского Института Пауля Шеррера и Швейцарской высшей технической школы Цюриха материал в своей основе использует силикон-содержащий полимер с капсулированными внутри него каплями специальной жидкости. Эта «магнитореологическая жидкость» в свою очередь состоит из воды, глицерина, а также крошечных частиц карбонильного железа. Состав жидкости аналогичен молоку, в котором частицы жира диспергированы (растворены) в водном растворе.

В обычном состоянии структура материала остается мягкой и гибкой. Но стоит только воздействовать на него магнитным полем, и капли содержащейся в нем жидкости удлиняются, а находящиеся в ней частицы железа выстраиваются вдоль источника воздействия магнитного поля. Благодаря этим двум факторам наблюдается 30-кратное увеличение жесткости материала.

На практике это означает, что если задать изначальную форму материалу, а затем воздействовать на него магнитным полем, то он затвердевает и сохраняет эту форму до тех пор, пока не прекратится воздействие магнитного поля. Как только это происходит, материал возвращается к своей изначальной форме и становится мягким.

В рамках предыдущих исследований ученые уже создавали магнитно-активируемые материалы с памятью формы, состоящие из полимеров с содержанием в них металлических частиц. По словам швейцарских ученых, особенность их магнитореологической жидкости позволяет их полимеру становиться более жестким.

Ученые озвучивают несколько потенциальных вариантов использования для их нового материала. Например, из него можно делать медицинские катетеры, способные изменять свою жесткость после безопасного введения в кровеносные сосуды. Из него можно будет создавать самовосстанавливающиеся шины для наземных исследовательских космических аппаратов, или применять при производстве компонентов робототехники, которые смогут двигаться без необходимости использования моторов.