Seok-Woo Lee, chercheur en science des matériaux et en ingénierie à l'UConn, et ses collègues ont découvert des propriétés de mémoire de forme super-élastiques dans un matériau qui pourrait être utilisé comme actionneur dans les conditions les plus difficiles, comme l'espace extra-atmosphérique, et pourrait être le premier d'une toute nouvelle classe de matériaux à mémoire de forme.

Si vous avez déjà eu un appareil dentaire ou des lunettes, vous avez peut-être déjà été en contact avec des matériaux à mémoire de forme. Avec des applications dans une large gamme de produits de consommation tels que les montures "incassables" pour lunettes, et les structures industrielles civiles comme les ponts, les matériaux dotés de propriétés de mémoire de forme peuvent reprendre leur forme d'origine par les forces magnétiques ou la chaleur même après avoir été considérablement déformés.

Lee, qui est professeur adjoint Pratt &Whitney en science et ingénierie des matériaux, étudié l'arséniure de fer et de calcium, ou CaFe 2 Comme 2 , qui est un intermétallique mieux connu pour ses nouvelles propriétés supraconductrices. Étant donné que le matériau est couramment utilisé dans les supraconducteurs à haute température, des recherches approfondies avaient déjà examiné les propriétés supraconductrices et magnétiques du composé. Inspiré par des recherches antérieures menées au laboratoire Ames du Département de l'énergie des États-Unis par Paul Canfield sur les propriétés électroniques de l'arséniure de fer et de calcium, Lee a entrepris de mesurer le degré élevé de sensibilité à la pression et à la déformation du matériau pour des applications potentielles en tant que matériau structurel.

Travailler avec une équipe d'étudiants diplômés et de premier cycle à UConn et des collaborateurs du laboratoire Ames, Université Drexel, et l'Université d'État du Colorado, Lee a découvert que non seulement CaFe 2 Comme 2 présenter la capacité de « rebondir » dans sa forme d'origine, il a montré une "super-élasticité géante". Alors que les alliages métalliques normaux ou les intermétalliques récupèrent 0,5% de la forme de pré-déformation une fois la force de compression supprimée, Café 2 Comme 2 récupère plus de 13 pour cent.

En plus de la grande capacité de récupération du cristal, l'équipe a vu des preuves de la résistance ultra-élevée et de la résistance à la fatigue significative de l'arséniure de fer calcique, qui garantirait la performance et l'intégrité structurelles s'il était utilisé comme matériau structurel. Ils ont également noté une autre propriété unique lors du test de CaFe 2 Comme 2 à des températures extrêmement froides. L'existence d'un effet de mémoire de forme a été confirmée lors de tests à des températures aussi basses que 50 Kelvin, ou environ -370 degrés Fahrenheit. Cela pourrait conduire au développement de technologies qui changent de forme à basse température pour une utilisation dans les voyages dans l'espace lointain.

Mais Lee est très enthousiasmé par ce que ces découvertes pourraient indiquer sur d'autres matériaux de la même famille que l'arséniure de fer et de calcium.

"Nos résultats peuvent être appliqués à plus de 400 matériaux similaires. Cette découverte ouvre un tout nouveau domaine de recherche sur les matériaux superélastiques, " Lee dit. "Nous voyons un grand potentiel pour que nos découvertes soient appliquées par nos collègues scientifiques dans de futures recherches et par l'industrie dans le développement de nouvelles technologies."

Les résultats ont été publiés dans Communication Nature en ligne le 20 octobre dans un article intitulé "Superelasticity and Cryogenic Linear Shape Memory Effects of CaFe 2 Comme 2 ."