月球車上的金屬輪子可以在岩石障礙物周圍彎曲,然後重塑成原來的形狀。在地球上,外科醫生安裝了微小的網管,可以自行擴張心臟病患者的血管,無需機械輸入或任何電線幫助。
這些變形能力都要歸功於一種叫做鎳鈦合金(nitinol)的奇特金屬,這種所謂的形狀金屬合金可以訓練記憶自己的形狀。這種有幾十年歷史的材料在日常應用中越來越普遍。而在未來十年,這種金屬將面臨迄今為止最具挑戰性的應用:火星上的樣品返回任務。
鎳鈦合金由鎳和鈦製成,透過加熱發揮其魔力。例如,要“訓練”一個由鎳鈦合金製成的回形針,你可以在500攝氏度的溫度下將它加熱成想要的形狀,然後把它濺在冷水中。將它彎曲變形,然後返回相同的熱源,金屬就會詭異地縮回到原來的形狀。
觸發鎳鈦合金轉變的溫度取決於鎳和鈦的微調比例。工程師可以調整金屬以適應各種各樣的條件,使其成為複雜力學無法適應的地方的關鍵工具,比如人體心臟周圍的血管或透過響應太陽熱量定位太陽能電池板的鉸鏈。
“邊緣”號與美國宇航局格倫研究中心的工程師進行了交談,以瞭解鎳鈦合金將如何在檢索人類第一批原始火星土壤樣本的任務中發揮作用——這是美國宇航局和歐洲航天局領導的火星任務活動的第二站。看看上面的影片,看看如何和看到鎳鈦諾在行動。(我們保證,這不是CGI。)
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