المعادن والسبائك الذكية .. مواد ذات إمكانيات واعدة

المهندس أمجد قاسم *

أدى التقدم الكبير في مجال التكنولوجيا العسكرية والتي أنتجت معادن وسبائك معدنية ذكية Shape Memory Alloys (SMAs) ذات مميزات هامة، هذا التقدم أسهم في ازدهار بعض قطاعات الصناعة المدنية، حيث استفادت بعض الصناعات من المواد الذكية ذات الإمكانيات الواعدة.

والسبائك الذكية تتميز بان لها نمطين خاصين من التركيب البلوري، وهو ما يعرف بالذاكرة الحرارية، حيث يتغير شكل هذه السبائك مع التغير في درجة الحرارة ، فلعي درجة حرارة معينة يكون لها شكل يختلف عن شكلها عند درجة حرارة مختلفة.

لقد توصل الباحثون الى السبائك الذكية عن طريق الصدفة في عام 1962 ، حيث استطاع الباحثون في مختبر اور اوردینانس التابع للبحرية الأمريكية من إنتاج سبيكة من النيكل والتيتانيوم تمت تسميتها «نيتينول». وهي تكون ذات تركيب مرن في حالة البرودة، ولكن تكتسب شكلا ثابتا مسبق البرمجة عند تسخينها، وهذه العملية ذات علاقة مباشرة بنمط ترتيب الذرات في السبيكة.

استخدامات متعددة

أدى اختراع السبائك المعدنية الذكية إلى فتح آفاق واسعة أمام كثير من الصناعات لاستخدامها والاستفادة منها لابتكار منتجات متقدمة ذات قدرات واعدة ، وكان أول من استخدم السبائك المعدنية هي صناعة الطائرات ، وأعقب ذلك في ثمانينيات القرن الماضي استخدام السبائك الذكية في صناعة أنظمة التحذير من الحرائق واستشعار الدخان وفي صناعة الثلاجات والبيوت الزجاجية وأجهزة التكييف والتدفئة المنزلية وفي صناعة السيارات الحديثة والغواصات وفي الصناعات الفضائية وفي بعض التطبيقات الطبية.

أيضا فقد استخدمت سبائك المعادن الذكية في صناعة إطارات النظارات والتي تتميز بخفة وزنها وقدرتها العالية على استعادة شكلها الأصلي عند تعرضها لأي تشوه حيث يكفى سكب ماء ساخن عليها لاستعادة شكلها الأصلي.

وبالرغم من أن ثمن هذه السبائك مرتفع نسبيا إلا أن إمكانياتها الواعدة شجعت الباحثين على استخدامها في عدد كبير من المنتجات ، حيث تستخدم في صناعة الهيكل الخارجي لبعض السيارات الحديثة والتي تستعيد شكلها الأصلي بعد بعرضها لحادث سير، فمجرد تعريض مكان الصدم للحرارة فان المعدن الذكي يأخذ شكله الأصلي ، كذلك فقد طورت أنسجة قماش استخدمت فيها سبائك ذكية، وهذه الملابس ليست بحاجة للكي بعد غسلها، فمجرد تعرضها لدرجة حرارة الغرفة تستعيد شكلها الأصلي.

* كاتب متخصص في الشؤون العلمية

مصدر الصورة
pixabay.com