Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

Tłumaczenie: Małgorzata Ciborska Korekta: Rysia Wand

Today we're talking about weird materials

Dziś rozmawiamy o dziwnych materiałach,

that we use in space, in robots and in your mouth.

wykorzystywanych w kosmosie, robotach, a czasem i w ustach.

I'm talking about shape memory alloys.

Mam na myśli stopy z pamięcią kształtu.

Like the name says,

Jak sama nazwa wskazuje,

these are metals that remember different shapes.

to metale, które pamiętają różne kształty.

To understand how these metals work,

Aby zrozumieć ich działanie,

we've got to talk about atoms and organizing.

trzeba wspomnieć o atomach i ich ułożeniu.

Let's talk about atoms first.

Zacznijmy od atomów.

Atoms are tiny bits of matter that you cannot see with your eye

Atomy to małe cząsteczki materii, których nie widać gołym okiem,

yet they make up everything in our world,

ale to właśnie z nich składa się wszystko w naszym świecie.

from the chair that you're sitting on to your cell phone.

Od krzesła, na którym siedzicie, po telefon komórkowy.

Atoms have some surprising ways of behaving too.

Atomy potrafią też zaskoczyć swoim zachowaniem.

We'll talk about that shortly.

Za chwilę do tego wrócimy.

Now, how big is an atom?

Jaki jest rozmiar atomu?

Well, imagine pulling one of your hairs out of your head

Gdyby wyrwać włos z głowy

and whittling it like a stick 100,000 times.

i zestrugać na 100 000 kawałków,

One of those shavings would be the width of an atom.

to taki kawałek miałby szerokość atomu.

They're that small.

Są takie maleńkie.

Now let's talk about atoms and organizing.

Porozmawiajmy o atomach i o tym, jak się układają.

You may not know this, but atoms arrange themselves

Nie każdy wie, że atomy się ustawiają

similar to the way we humans arrange ourselves.

podobnie jak my.

Sometimes they sit in rows, like we do

Czasem w rzędach,

on a bus or an airplane.

jak w autobusie czy samolocie.

We call that seating arrangement a phase.

Dane ustawienie nazywamy fazą.

Other times they sit diagonal from each other,

Innym razem siedzą są po przekątnej,

sort of like seats in a movie theater or sports stadium.

jak siedzenia w kinie czy na stadionie.

This is another phase.

To kolejna faza.

When atoms move from one seating to another

Kiedy atomy przemieszczają się z jednego miejsca na drugie,

this is called a phase change.

ruch ten nazywa się zmianą fazy.

Phase changes are all around us.

Zmiany faz zachodzą wszędzie wokół.

You may already know about water's phases:

Możecie już znać fazy, czy też stany skupienia wody:

solid, liquid and gas.

stan stały, płynny i gazowy.

Many other materials have phases like that too.

Wiele innych materiałów ma też takie fazy.

Some of them have several solid phases.

Niektóre z nich mają kilka stałych faz.

OK. Back to those shape memory alloys we mentioned before.

Wróćmy do stopów z pamięcią kształtu wspomnianych wcześniej.

When we say that the metals remember their different shapes,

Kiedy mówimy, że metale pamiętają różne kształty,

what we're really saying is they remember different seating arrangements

tak naprawdę mówimy o pamięci różnych ułożeń atomów.

of atoms. When the atoms rearrange,

Kiedy rozmieszczenie atomów ulega zmianie,

the metal moves from one shape to another.

metal przechodzi z jednego kształtu na inny.

Let's look at a phase change in action.

Spójrzmy na zmianę fazy w akcji.

Here I have a metal wire that is made out of nickel and titanium.

Oto metalowy drut wykonany z niklu i tytanu.

This metal wire is a shape memory alloy,

To stop z pamięcią kształtu.

and I'm going to make it switch between its different shapes

Sprawię, że przejdzie z jednego kształtu w drugi,

using heat from a lighter.

wykorzystując zapaloną zapalniczkę.

Watch this.

Patrzcie tylko.

I'm going to wrap this wire around my finger

Owinę sobie drut wokół palca

and then heat it.

i podgrzeję.

Amazing!

Niesamowite!

That wire returns to a straight line, when I heat it.

Po podgrzaniu drut ponownie się prostuje.

Let's try that again.

Spróbujmy raz jeszcze.

I'm going to wrap it around my finger, and heat it.

Owinę drut wokół palca i podgrzeję.

Yep, that's still amazing.

Wciąż niesamowite.

Not only is it amazing, this is weird,

Nie tylko niesamowite, ale też dziwne,

because metals generally don't do that.

bo metale ogólnie tak się nie zachowują.

Here's a paper clip. When I heat it, I get nothing.

Oto spinacz do papieru. Po podgrzaniu nic się nie zmienia.

What we're seeing is the shape memory wire changing phases when it gets hot.

Obserwujemy zmianę fazy drutu z pamięcią kształtu,

gdy stop się nagrzewa.

When the wire is cold, atoms are in a diagonal arrangement,

W zimnym drucie atomy są rozmieszczone po przekątnej,

like the movie theater seating, we talked about before.

jak we wcześniej podanym przykładzie sali kinowej.

We call this a monoclinic arrangement,

Układ ten nazywamy monoklinicznym,

and scientists will call this phase martensite.

a naukowcy nazywają tę fazę martenzytem.

When I heated up the wire,

Po podgrzaniu drutu

atomy ułożyły się w kolumny, jak w układzie siedzeń w samolocie.

the atoms moved into columns like airplane seating.

This is a cubic arrangement.

To układ sześcienny.

Scientists will call this phase austenite.

Naukowcy nazywają tę fazę austenitem.

So when we added the heat, the atoms shifted positions seamlessly,

Podgrzane atomy płynnie zmieniły pozycję

and they'll do this forever.

i zawsze będą tak robić.

They have this coordinated motion, just like members of a tireless marching band.

Ich ruch jest zsynchronizowany jak w niestrudzonej orkiestrze wojskowej.

Each makes a small shift, but all together those small shifts

Każdy atom robi mały ruch,

ale dodając wszystkie te ruchy do siebie, otrzymujemy zupełnie nowy schemat.

create a totally different pattern.

So that's pretty cool, but where do we use these materials?

Niezła sprawa, ale do czego nam te materiały?

Well, if you look in the sky tonight,

Widok nocnego nieba przypomina

shape memory alloys are at work -

o działaniu stopów z pamięcią kształtu.

on Mars. They're used to move panels on the Mars rover,

Na Marsie wykorzystywane są do poruszania panelami łazika,

so that it can study the environment.

który bada otoczenie.

Like our metal straightened when it was heated,

Jak nasz metal wyprostował się po podgrzaniu,

the metals holding the panels will move when electrically heated.

metale podtrzymujące panele poruszają się po podgrzaniu elektrycznym.

When we stop heating the shape memory metal,

Gdy stop z pamięcią kształtu nie jest dłużej podgrzewany,

the panel will return back, due to an opposing spring.

panel wraca do pierwotnego położenia dzięki sprężynie przeciwległej.

Back on Earth, shape memory alloys are used to open up clogged arteries

Na Ziemi stopy z pamięcią kształtu

służą do udrażniania zablokowanych arterii

as stents, which are small collapsible springs

jako stenty, czyli ściśliwe sprężynki,

które rozwierają naczynia krwionośne.

that force open passages.

Shape memory alloys are also used to move robots,

Stopy z pamięcią kształtu służą też do poruszania robotów

toy butterflies, teeth in braces, and for a perfect fit every time,

w motylach-zabawkach,

aparatach ortodontycznych

i w drutach staników, by zawsze leżały doskonale.

shape memory wires are used as underwires in bras.

Now you know Victoria's secret.

Znacie już sekret marki Victoria's Secret.

By popping a bra into the dryer, it'll be brand new every time.

Po każdym cyklu w suszarce biustonosz będzie jak nowy.

So whether it's on Mars or in your mouth, small atomic movements

Czy to na Marsie, czy w ustach,

niewielkie ruchy atomów mogą powodować wielkie zmiany.

can create huge changes,

and understanding the way atoms behave

Dzięki zrozumieniu zachowania atomów

allows us to make materials that make our world a better place.

można wytwarzać materiały, które ulepszają świat.