Nitinol: สุดยอดโลหะผสมที่จำได้ และพร้อม応用ในอนาคต

หากพูดถึงวัสดุอัจฉริยะในโลกวิศวกรรม Nitinol จะต้องติดอันดับต้นๆ อย่างแน่นอน! โลหะผสมชนิดนี้มีความพิเศษไม่เหมือนใคร – มันสามารถ “จำ” รูปร่างเดิมได้หลังจากถูกบีบอัด หรือดัดงอ แม้จะอยู่ในสภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

Nitinol ย่อมาจาก Nickel Titanium Naval Ordnance Laboratory ซึ่งเป็นชื่อของห้องปฏิบัติการที่ค้นพบโลหะผสมชนิดนี้ในปี 1960. มันประกอบด้วยโลหะสองชนิดหลัก: 니เกิล (Nickel) และ ไทเทเนียม (Titanium)

คุณสมบัติสุดเจ๋งของ Nitinol : “Memory Effect” และ “Superelasticity”

Nitinol มีความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างน่าอัศจรรย์

• Shape Memory Effect: เมื่อ Nitinol ถูกให้ความร้อนสูงขึ้นกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง (Transition Temperature) มันจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม

• Superelasticity: Nitinol สามารถยืดออกไปได้มากถึง 8% ของความยาวเดิม และยังคงรักษาออรอบาและรูปร่างเดิม เมื่อปล่อยให้มันหดตัว

Nitinol ใช้ทำอะไรได้บ้าง?

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น Nitinol จึงถูกนำมาใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม:

• อุปกรณ์ทางการแพทย์: Nitinol ถูกนำมาใช้ในการผลิตเข็มฉีดยา, stents (อุปกรณ์ยึดรูขุมขนของหลอดเลือด) และ catheters (ท่อสอดเข้าไปในร่างกาย)

• อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: Nitinol ถูกนำมาใช้ในการสร้างชิ้นส่วนที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง เช่นแขนกลหุ่นยนต์

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์: Nitinol ถูกนำมาใช้ในการสร้างสปริง, actuators (ตัวควบคุมการเคลื่อนไหว) และเซ็นเซอร์

• อุตสาหกรรมยานยนต์: Nitinol ถูกนำมาใช้ในการสร้างชิ้นส่วนที่ต้องการความทนทานสูง เช่นวาล์ว

ตารางแสดงคุณสมบัติของ Nitinol :

คุณสมบัติ	ค่า
ช่วงอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง (Transition Temperature)	-50°C ถึง 100°C
ความหนาแน่น	6.45 g/cm³
Modulus of Elasticity	30 GPa

วิธีการผลิต Nitinol: “ลับ” ลึกเข้าไปในกระบวนการ

การผลิต Nitinol ต้องอาศัยความรู้และเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย

1. การหลอม: 니เกิล (Nickel) และ ไทเทเนียม (Titanium) ถูกละลายร่วมกันในอุณหภูมิสูง

2. การหล่อ: โลหะผสมที่ได้จากขั้นตอนการหลอมจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ

3. การอบความร้อน: Nitinol จะถูกอบความร้อนในอุณหภูมิสูง เพื่อทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่เหมาะสม

4. การแปรรูป: Nitinol สามารถถูกตัด, ขัด, และขึ้นรูปตามแบบที่ต้องการ

5. การทดสอบ: Nitinol ที่ผ่านขั้นตอนการผลิตจะถูกทดสอบเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของมัน

อนาคตของ Nitinol : “ไกลลิบ”

Nitinol มีศักยภาพสูงในการพัฒนาและนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรมในอนาคต เช่น:

• Nanorobotics: Nitinol จะถูกนำมาใช้ในการสร้างหุ่นยนต์ขนาดนาโนสำหรับการรักษาโรค, การสำรวจพื้นที่ห่างไกล และการผลิตวัสดุ

• Self-Healing Materials: Nitinol จะถูกนำมาใช้ในการสร้างวัสดุที่มีความสามารถในการซ่อมแซมตัวเอง

• Energy Harvesting: Nitinol จะถูกนำมาใช้ในการสร้างอุปกรณ์ที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากการเคลื่อนไหว เช่น จากการเดิน, วิ่ง หรือกระโดด

สรุป

Nitinol เป็นโลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษมากมาย และมีศักยภาพที่จะนำไปใช้ประโยชน์ในหลากหลายอุตสาหกรรม