Onde as ligas metálicas inteligentes são encontradas??

Os estudos sobre as ligas metálicas com memória de forma se intensificaram desde o começo do atual século, visto que os materiais de engenharia apresentam grades índices de falhas em diferentes aplicações. Geralmente ocorrem por desgaste, fadiga, trincas e rupturas, envelhecimento ou a concentração de tensões com defeitos, e uma solução precisa ser encontrada para minimizar esses danos.

Desenvolver materiais mais leves, com maior resistência, que possuíssem mais aplicabilidades e se autorreparassem, foi então a resposta de ação preventiva com o intuito de melhorar o desempenho no seu campo de atuação, além de resolver o problema da grande demanda de ação humana destinada a realizar reparos e manutenção de tais componentes. Esta categoria de materiais hoje leva o nome de materiais inteligentes.

A ideia é que este grupo de materiais sejam multifuncionais, ou seja, tenham a capacidade de portar mais de uma propriedade que se altera controladamente através de estímulos externos.

As ligas metálicas que detêm o efeito de memória são compostas pelo arranjo entre metais de transição, e também podem conter a presença de metais preciosos. Dentre estas, o fenômeno SME se destaca em algumas ligas como:

• Cobre-Zinco e Cobre-Alumínio-Níquel;
• Ferro-Níquel-Cobalto-Titânio e Ferro-Manganês-Silício;
• Cobalto-Níquel-Alumínio.

Mas sua popularidade foi introduzida principalmente por uma liga específica chamada de Nitinol, compreendida por Níquel e Titânio. A descoberta e início da utilização dessa liga foi na década de 50, em um Laboratório Naval nos EUA. O objetivo era criar ligas para fazer blindagem contra mísseis.

A descoberta nitinol também está associada a pesquisas feitas para a seleção de materiais que abrangessem as propriedades ideias para o preparo de corpos de aeronaves que suportassem as elevadas temperaturas quando entrassem na atmosfera. Muitas outras áreas abrigam o exercício desta classe de materiais.

Na Saúde

A liga de Ni-Ti hoje tem grande espaço na área da saúde devido a sua propriedade de biocompatibilidade com o corpo humano fazendo parte também do grupo classificado como biomateriais.

Uma aplicação muito importante dessa liga é para a produção de Stents – endopróteses extensoras das veias coronárias – para pacientes cardíacos.

Também são utilizadas no implante próteses do fêmur e quadril devido a sua grande elasticidade, e na reconstrução de ossos quebrados através de placas, pois essa liga tem uma temperatura de transferência de memória próxima a temperatura interna do corpo.

Sua atuação mais popular atualmente é na área de produção de aparelhos ortodônticos, onde o arame feito desta liga localizado na boca do paciente se contrai devido à temperatura, assim promovendo a correção ideal para a posição dos dentes.

Utilização de ligas com memória de forma como stents. Fonte

Em componentes Industriais

Aplicada também na constituição de elementos para máquinas e equipamentos térmicos, empregada para partes que oferecem movimento aos motores, e unidades de microssistemas de robôs industriais como sensores e atuadores que auxiliam no processo de automação industrial para produção em larga escala.

Automação industrial pode-se beneficiar com ligas com memória de forma

Há outros grandes campos em que esse material pode ser encontrado, como peças do segmento naval, aeronáutico, automobilístico e de energia nuclear.

Não só o nitinol, mas em geral, as SMAs são mais aplicadas na fabricação de componentes menores e não tão maciços. A aplicação destes materiais para elementos de grande porte corre o risco de causarem a deterioração dos efeitos de memória. O EMF é mais bem explorado em confecções de fios, lâminas e bastões.

Perspectiva para o futuro

Os desafios a serem superados pelos materiais inteligentes já estão sendo almejados pelos pesquisadores. Desenvolvimento de metais que armazenam e transportam energia limpa. Avanço dos materiais biodegradáveis e suas propriedades. Ampliação da aplicação e desenvolvimento de novos biomateriais na área da saúde, dentre diversos outros desafios que necessitam de uma solução materializada.