有這樣一種金屬:它在低溫環(huán)境下扭曲變形后,待溫度升高到一定程度,又能絲毫不差地自動恢復到原來的形狀。人們把具有這種特性的金屬稱為“形態(tài)記憶合金”。
用這種合金制造的汽車,即使遭遇不幸時被撞得面目全非,只需拿到火上微微一烘,或放入熱水中稍稍一浸。就可以恢復得與原來一模一樣。
鎳鈦諾的奇特性質(zhì)是美國海軍軍械實驗室于1958年發(fā)現(xiàn)的。
這項發(fā)現(xiàn)很偶然。
當?shù)谝慌団佒Z錠從爐中冶煉出來時,美國冶金專家威廉·巴克勒照常拿起兩根手指粗細的金屬錠互相敲了敲,它們發(fā)出單調(diào)、嘶啞的聲音,毫無值得驚訝的地方。但是,幾分鐘后,巴克勒發(fā)現(xiàn),另外兩根同一批出爐的鎳鈦諾錠相敲時,卻能發(fā)出銀鈴般的聲響。唯一的區(qū)別在于:第二對鎳鈦諾錠剛從爐中取出,溫度較高。
不久以后,在一次美國海軍科學家的會議上,巴克勒又展示了鎳鈦諾的另一種特性:無論你把它彎曲多少次,它一點也不表現(xiàn)出通常金屬要呈現(xiàn)的“疲勞”現(xiàn)象。同其他合金一樣,鎳鈦諾被彎曲時,被彎曲的地方的溫度升高,恢復原狀時,彎曲的地方的溫度也隨即降低。
一位與會的科學家在點燃煙斗以后,用打火機把一根彎成蛇腹形的鎳鈦諾絲烘烤了一下,它立即彈開變直。
“這就是事情的轉(zhuǎn)折點?!卑涂死照f。
雖然它具有這些無敵的特性,但一直到1973年,才被加州伯克利的勞倫斯實驗室的發(fā)明家里廳韋·班克斯利用,并獲得了一個重要的、卻未引人注意的突破:他制造出了一臺鎳鈦諾熱能發(fā)動機。
班克斯的新發(fā)明是一個平放在中心軸上的輪盤,輪盤的每根軸條上都懸掛著一根u形的鎳鈦諾絲,其末端都連接著一個能沿輻條滑動的套筒。當u形絲浸入輪下水槽的熱水中時,它就彈開,產(chǎn)生的能量推動輪子旋轉(zhuǎn)。圍觀的科學工作者于是大膽預言:這項發(fā)明將帶來新一輪的能源革命。
如今,各國的科研人員已經(jīng)相繼研制出十多種記憶合金,如鎳鈦記憶合金、銅鋁記憶合金、銅鎳鋁記憶合金等等。
那么,這些具有“奇特性格”的記憶合金在生活中究竟還有什么用處呢?鎳鈦諾合金就是一個很好的例子。
在美國道格拉斯宇航用品公司里,有一臺發(fā)動機正在運轉(zhuǎn)。它不燒油,不燒天然氣,也不用電。單靠溫水就能維持正常運作。這臺發(fā)動機的動力部件是用一組用叫做“鎳鈦諾”的鎳和鈦的合金制成的環(huán)狀物,專家預言:這種合金很有可能改變我們這個急于尋求新能源的世界。
研制這臺發(fā)動機的科學家認為,與用石油、天然氣和核燃料發(fā)電相比,鎳鈦諾發(fā)電在成本上具有壓倒性的優(yōu)勢。
在正常室溫下,一根鎳鈦諾絲就像鋼鐵一樣堅硬;折彎后,可長時間保持彎度。但一旦浸入熱水中,它就會像突然蘇醒過來一樣,狠狠地彈回到原來的形狀。簡而言之,它有一種形狀記憶的反應能力,這是一種固態(tài)源轉(zhuǎn)換系統(tǒng),在由冷變熱的過程中,每平方英寸能產(chǎn)生55噸的力量。
近20年來,全世界有幾十個實驗室默默地,有的甚至是秘密地對鎳鈦諾的性能進行研究。大家公認它是最引人注意的一種金屬材料,越來越多的科學家開始對鎳鈦諾著迷。
美國能源局和世界銀行對鎳鈦資源在全球的分布也進行了初步分析,他們認為:這兩種元素儲量豐富,價格也不貴,而且分布均勻。
因此。有人預測:將會有一個鎳鈦諾工藝學和鎳鈦工業(yè)出現(xiàn);也許在世界上的某些地方,還會有專門的鎳鈦諾經(jīng)濟學問世。
不久的將來,石油、煤等化學燃料時代的爆裂轟鳴聲也將消失不見,取而代之的是數(shù)以百萬計的鎳鈦諾熱能機上的無數(shù)鎳鈦絲、杠桿、滑輪、彈簧、葉片、皮帶輪等連續(xù)在熱水和冷水中循環(huán)時發(fā)出的輕柔的濺水聲。
通過這種金屬晶體的晶格振動產(chǎn)生的某種神秘的力量,金屬可以在記憶一忘卻一再記憶一再忘卻中循環(huán),從而為人類提供無限安全又清潔的能源。