Huawei tento týden v Dubaji představil netradiční bezdrátová sluchátka, která vypadají jako náušnice. Jsou velmi lehká, s otevřenou konstrukcí a také jsou velmi ohebná. Z prvních dojmů by si člověk myslel, že oba konce netradičních sluchátek spojuje guma. Realita je ale jinde. Výrobce sáhl po fascinujícím materiálu, za kterým stojí americké námořnictvo – nitinolu.
Ohebný drát, který se pokaždé vrátí do svého původního tvaru, Huawei použil do konstrukce svých sluchátek z praktického důvodu. FreeClip mají být prémiový produkt a vzhledem k C-bridge konstrukci je pružná část sluchátek značně namáhána. V rámci sluchátek se nitinol stará o ohebnost namáhané středové části spojující části nazvané jako Comfort Bean a Acoustic Ball. Většina ohebných materiálů s paměťovým efektem poměrně rychle degraduje a nemá potřebné vlastnosti. Nitinol je však jiný. Problém mu podle testů čínského výrobce nedělá ani 20 000 ohnutí či zkroucení.
Huawei nitinol zmínil jen jako jeden z méně podstatných parametrů. Pro životnost produktu je však zásadní. Foto: Redakce inSmart.cz
K objevu došlo náhodou
K objevu nitinolu došlo v průběhu studené války při výzkumu materiálů pro vojenské účely. Objeven byl v roce 1962, a to díky práci Williama J. Buehlera a jeho kolegy Fredericka Wanga v Naval Ordnance Laboratory (NOL) ve Spojených státech.
V 50. a 60. letech 20. století se ve Spojených státech věnovalo značné úsilí výzkumu nových materiálů, které by mohly být použity pro vojenské účely, zejména v letectví a u námořnictva. William J. Buehler, pracující ve výzkumném laboratoři námořnictva, se zabýval vývojem odolných a flexibilních slitin. V rámci tohoto výzkumu experimentoval také se slitinami niklu a titanu.
Nitinol má široké uplatnění v mnoha odvětvích. Foto: AI DALL-E
Přelomový moment nastal, když Buehler ukázal svým kolegům kousek slitiny, který ohřál nad hořákem. Po ohřátí se slitina nečekaně vrátila do svého původního tvaru. Tento jev byl nejen překvapivý, ale také odporoval tradičním znalostem o chování kovů.
Název „nitinol“ je odvozen z prvků, které tvoří slitinu (nikl a titan), a z místa jeho objevu, Naval Ordnance Laboratory. Slovo je tak akronymem z „Nickel Titanium Naval Ordnance Laboratory“.
Nikl a titan ve správném poměru
Nitinol má jedinečné vlastnosti, a proto je hojně využíván v různých oblastech techniky, medicíny a dalších oborů. Jedná se o slitinu niklu a titanu v poměru přibližně 50 % niklu a 50 % titanu. Podle poměru těchto dvou prvků a teplot, při kterých byly zpracovávány, má různé vlastnosti. Klíčovými charakteristikami nitinolu jsou však jeho schopnost pamatování tvaru a superelasticita.
Po deformaci a následném ohřátí se slitina dokáže vrátit do původního, „zapamatovaného“ tvaru. Tato vlastnost je výsledkem tzv. martenzitické transformace, což je reverzibilní fázová přeměna mezi dvěma různými krystalickými strukturami v závislosti na teplotě a mechanickém napětí.
Superelasticita, nebo také pseudoelasticita, je ještě jednou významnou vlastností nitinolu. Slitina může podstoupit významnou deformaci, ale po odstranění napětí se vrátí do svého původního tvaru. Tato vlastnost je užitečná v aplikacích, kde je potřeba materiálů, které mohou absorbovat nebo vyrovnávat velké deformace, aniž by došlo k trvalému poškození.
Od stíhaček přes drátky v rovnátkách po netradiční sluchátka
Nitinol nachází široké využití zejména ve zdravotnictví, například v ortodoncii (např. nitinolové drátky v rovnátkách), v endovaskulární chirurgii (stenty) nebo v chirurgických nástrojích. Díky svým unikátním vlastnostem je však užitečný i v jiných oblastech, jako je letectví, robotika nebo automobilový průmysl. Najdete ho také v některých kávovarech, kde se stará o přesnou kontrolu teploty či vzácněji v drobné elektronice, jako nyní ve sluchátkách FreeClip.
Zdroje: ČRo, University of Cambridge
