Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

Today we're talking about weird materials

Hoje vamos falar de materiais bizarros

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

que usamos no espaço, em robôs e na nossa boca.

I'm talking about shape memory alloys.

Estou a falar das ligas com efeito de memória.

Like the name says,

Tal como o nome indica,

these are metals that remember different shapes.

são metais que recordam diferentes formas.

To understand how these metals work,

Para perceber como funcionam estes metais,

we've got to talk about atoms and organizing.

temos de falar de átomos e de organização.

Let's talk about atoms first.

Primeiro, vamos falar de átomos.

Os átomos são pequenos pedaços de matéria que não se veem a olho nu

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

yet they make up everything in our world,

mas compõem todas as coisas do nosso mundo,

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

da cadeira onde estamos sentados aos telemóveis.

Atoms have some surprising ways of behaving too.

Os átomos também têm comportamentos surpreendentes.

We'll talk about that shortly.

Vamos falar disso, resumidamente.

Now, how big is an atom?

De que tamanho é um átomo?

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

Imaginem arrancar um cabelo da cabeça

and whittling it like a stick 100,000 times.

e reduzi-lo 100 000 vezes, como um palito.

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

Um desses pedaços terá a largura de um átomo.

They're that small.

São mesmo muito pequenos.

Now let's talk about atoms and organizing.

Falemos agora dos átomos e da sua organização.

You may not know this, but atoms arrange themselves

Talvez não saibam, mas os átomos organizam-se a si mesmos,

similar to the way we humans arrange ourselves.

de modo semelhante ao que os seres humanos se organizam.

Sometimes they sit in rows, like we do

Por vezes, dispõem-se em filas,

on a bus or an airplane.

como nós fazemos num autocarro ou num avião.

We call that seating arrangement a phase.

Chamamos a este arranjo uma "fase".

Other times they sit diagonal from each other,

Outras vezes, dispõem-se em diagonal em relação uns aos outros,

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

como os assentos num cinema ou num estádio desportivo.

This is another phase.

É outra fase.

When atoms move from one seating to another

Quando os átomos passam de um arranjo para outro

this is called a phase change.

chama-se a isso uma mudança de fase.

Phase changes are all around us.

Há mudanças de fase a toda a nossa volta.

You may already know about water's phases:

Devem conhecer as fases da água:

solid, liquid and gas.

sólida, líquida e gasosa.

Many other materials have phases like that too.

Muitos outros materiais também têm fases dessas.

Some of them have several solid phases.

Alguns deles têm várias fases sólidas.

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

Voltemos às ligas com efeito de memória a que já nos referimos.

When we say that the metals remember their different shapes,

Quando dizemos que os metais recordam as suas formas diferentes,

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

o que estamos a dizer é que eles recordam diferentes arranjos de átomos.

of atoms. When the atoms rearrange,

Quando os átomos se rearranjam,

the metal moves from one shape to another.

o metal passa de uma forma para outra.

Let's look at a phase change in action.

Vejamos uma mudança de fase em ação.

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

Tenho aqui um arame feito de níquel e titânio.

This metal wire is a shape memory alloy,

Este arame é uma liga com efeito de memória

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

e vou fazê-lo alternar entre as suas formas diferentes,

using heat from a lighter.

usando o calor de um isqueiro.

Watch this.

Observem.

I'm going to wrap this wire around my finger

Vou enrolar este arame em volta do dedo

and then heat it.

e depois aquecê-lo.

Amazing!

Espantoso!

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

Este arame volta a ficar em linha reta, quando o aqueço.

Let's try that again.

Vamos repetir.

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

Vou enrolá-lo em volta do dedo e aquecê-lo.

Yep, that's still amazing.

Sim, é mesmo espantoso.

Not only is it amazing, this is weird,

Não é só espantoso, é bizarro,

because metals generally don't do that.

porque os metais, geralmente, não fazem isto,

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

Isto é um clip de papéis.

Quando o aqueço, não acontece nada.

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

Vimos que o arame com efeito de memória

mudou de fase, quando aqueceu.

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

Quando o arame arrefece, os átomos estão dispostos em diagonal,

like the movie theater seating, we talked about before.

como as filas de assentos de um cinema de que já falámos.

We call this a monoclinic arrangement,

Chamamos a isto um "arranjo monoclínico"

and scientists will call this phase martensite.

e os cientistas chamam a esta fase "martensite".

When I heated up the wire,

Quando aqueci o arame,

the atoms moved into columns like airplane seating.

os átomos passaram para colunas como os assentos num avião.

This is a cubic arrangement.

Este é um "arranjo cúbico".

Scientists will call this phase austenite.

Os cientistas chamam a esta fase "austenite".

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

Assim, quando juntamos calor,

os átomos mudaram de posições sem problemas,

and they'll do this forever.

e fá-lo-ão sempre.

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

Têm este movimento coordenado,

como os membros de uma banda que desfila incansavelmente.

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

Cada um deles faz uma pequena mudança, mas todas essas pequenas mudanças

create a totally different pattern.

criam um padrão completamente diferente.

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

Isso é muito interessante, mas em que usamos estes materiais?

Well, if you look in the sky tonight,

Se olharmos para o céu, esta noite,

shape memory alloys are at work -

as ligas com efeito de memória estão em ação, em Marte.

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

São usadas para movimentar os painéis da sonda em Marte,

so that it can study the environment.

para ela poder estudar o ambiente.

Like our metal straightened when it was heated,

Tal como o metal se endireitou quando foi aquecido,

the metals holding the panels will move when electrically heated.

os metais que sustêm os painéis movem-se quando aquecidos eletricamente.

When we stop heating the shape memory metal,

Quando deixamos de aquecer o metal com efeitos de memória

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

o painel retoma a posição inicial graças a uma mola,

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

Aqui na Terra, usam-se as ligas com efeitos de memória

para abrir artérias entupidas, sob a forma de "stents"

as stents, which are small collapsible springs

que são pequenas molas dobráveis

that force open passages.

que forçam a abertura de passagens.

Shape memory alloys are also used to move robots,

Estas ligas também são usadas para movimentar robôs,

borboletas de brincar, aparelhos para os dentes

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

e para que fiquem perfeitamente adaptados em todas as circunstâncias

shape memory wires are used as underwires in bras.

utilizamos arames com efeito de memória nas armaduras dos "soutiens".

Now you know Victoria's secret.

Agora já conhecem o segredo da Triumph.

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

Se meterem um "soutien" no secador, ele fica sempre como novo.

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

Assim, quer seja em Marte ou na nossa boca,

os pequenos movimentos atómicos podem criar grandes mudanças.

can create huge changes,

and understanding the way atoms behave

Perceber como os átomos se comportam

permite-nos fazer materiais que tornam o nosso mundo um local melhor.

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