據(jù)國外媒體報道，科學家研發(fā)了一種重復彎曲1000萬次后，仍能恢復到原有形狀的新合金。新合金由鎳、鈦和銅組成，它打破了之前記憶合金的重復轉(zhuǎn)換記錄 。它的柔韌性非常好，有許多潛在用途，比如人工心臟瓣膜、飛機部件或新一代固態(tài)冰箱。關(guān)于新合金的研究已經(jīng)發(fā)表在《科學》雜志上。雖然在新合金出現(xiàn)之前，記憶合金已經(jīng)用于外科手術(shù)等領(lǐng)域。

　　比如血管支架植入人體前會被壓扁，植入人體后將其恢復到設(shè)計形狀以支撐血管。但是，這些記憶合金從來沒有完全達到預期效果，它們并沒有成為“高周疲勞”應用。

　　新合金的主要研究人員，美國馬里蘭大學教授Manfred Wuttig告訴BBC：“類似微創(chuàng)手術(shù)使用的形狀記憶合金，一般記憶合金可以一次或者多次恢復，但恢復次數(shù)很有限。這次發(fā)現(xiàn)的新材料極不尋常，可以稱作一次飛躍。”

　　Wuttig教授與德國基爾(Kiel)大學的同事共同研發(fā)出了新合金。晶體結(jié)構(gòu)是新合金獲得杰出特性的關(guān)鍵，新合金中鎳、鈦和銅原子的排列方式使它們可以在兩種不同排列結(jié)構(gòu)間不斷轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換被稱為“相變”，是合金恢復彎曲前形狀的原因。“相變”既可以在溫度變化時發(fā)生，也可以在拉力釋放時發(fā)生。

　　科學家在論文特別指出：鈦和銅形成的Ti2Cu簡化了轉(zhuǎn)換過程。Wuttig教授說：“這種特殊沉淀物完全兼容兩種不同晶體結(jié)構(gòu)，所以它在一定程度上保證了合金可以從晶體結(jié)構(gòu)A完全轉(zhuǎn)換到B，再轉(zhuǎn)換回A 。”

　　團隊制造的小塊合金面積只有1平方厘米，不到1毫米厚。分別在熱力條件和壓力條件下完成了1000萬次的周期測試。壓力測試并不困難，只需購買或建造小型應力-應變的機器就可以實現(xiàn)自動化測試。熱力測試則困難很多，科學家使用了一個專門的爐膛設(shè)備來快速完成樣品的1000萬次加熱和冷卻。每種測試都會花費很多時間。

　　科學家使用強大的顯微鏡和x射線檢查合金晶體結(jié)構(gòu)的變化。Wuttig教授解釋道：“我們在同步加速器中做實驗，x射線會告訴我們具體的晶體結(jié)構(gòu)。”

　　明尼蘇達大學的理查德·詹姆斯教授在撰寫的評論文章中，用“突破性”來形容1000萬次反復轉(zhuǎn)換的成就 。詹姆斯教授參與了之前一種記憶合金的研發(fā)，這種記憶合金只可以反復轉(zhuǎn)換大約16000次。

　　研究也得到了牛津大學材料專家約翰·胡貝爾教授的贊揚：“這是一個重要發(fā)現(xiàn)。一般的形狀記憶合金在反復轉(zhuǎn)換很少次后就會出現(xiàn)相當明顯的性能衰減。一千萬次是循環(huán)材料的下限要求，新合金真正達到了高周疲勞，在相當多的領(lǐng)域都有潛在應用價值。”胡貝爾教授認為新合金可用于飛機的襟翼或者“控制面”，也可用于太空飛船太陽能電池板的展開以及人工心臟瓣膜。

　　Wuttig教授和他的同事則對制冷特別感興趣。Wuttig教授解釋道：“冰箱的壓縮機通過“相變”來壓縮和膨脹液體，而合金破紀錄的“耐力”使它有可能替代液體。”

　　小塊合金經(jīng)歷了1000萬次的反復恢復。

　　材料被切成薄的狗骨頭形狀，以進行壓力測試。

　　小塊新合金面積為1平方厘米，很薄。