Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

Tradutor: Wanderley Jesus Revisor: Gislene Kucker Arantes

Hoje falaremos sobre materiais estranhos

Today we're talking about weird materials

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

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

Estou falando de ligas com memória de forma.

I'm talking about shape memory alloys.

Como o nome diz,

Like the name says,

estes são metais que lembram diferentes formas.

these are metals that remember different shapes.

Para entender como estes metais trabalham,

To understand how these metals work,

temos de falar sobre átomos e organização.

we've got to talk about atoms and organizing.

Let's talk about atoms first.

Falemos primeiro dos átomos.

Átomos são pequenas unidades de matéria que não podemos ver a olho nú

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

ainda que façam tudo que há no mundo,

yet they make up everything in our world,

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

da cadeira que está sentado ao seu celular.

Atoms have some surprising ways of behaving too.

Os átomos também têm modos surpreendentes de se comportar.

We'll talk about that shortly.

Falaremos disto em breve.

Now, how big is an atom?

Agora, o quão grande é um átomo?

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

Bem, imagine puxar um fio de cabelo de sua cabeça

and whittling it like a stick 100,000 times.

e fatiar como bastões 100.000 vezes.

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

Um destes bastões seria do comprimento de um átomo.

They're that small.

Eles são assim pequenos.

Now let's talk about atoms and organizing.

Agora falemos dos átomos e sua organização.

You may not know this, but atoms arrange themselves

Pode ser que não saiba disto, mas os átomos se arrumam

similar to the way we humans arrange ourselves.

de maneira similar a qual nós humanos nos arrumamos.

Sometimes they sit in rows, like we do

Algumas vezes se organizam em filas, como fazemos

on a bus or an airplane.

nos ônibus ou aviões.

We call that seating arrangement a phase.

Chamamos este arranjo de assentos de fase.

Other times they sit diagonal from each other,

Outras vezes eles se colocam na diagonal de cada um,

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

como o arranjo das poltronas no cinema ou no estádio de esportes.

This is another phase.

Esta é outra fase.

When atoms move from one seating to another

Quando os átomos se movem de um arranjo para o outro

this is called a phase change.

chamamos de mudança de fase.

Phase changes are all around us.

A fase se muda a nossa volta.

You may already know about water's phases:

Deve conhecer sobre as fases da água:

solid, liquid and gas.

sólido, líquido e gasoso.

Many other materials have phases like that too.

Muitos outros materiais também tem fases assim.

Alguns deles tem várias fases sólidas.

Some of them have several solid phases.

Ok. Voltemos à liga com memória de forma que mencionamos anteriomente.

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

Quando dizemos que um metal lembra suas formas,

When we say that the metals remember their different shapes,

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

o que estamos querendo dizer é que eles lembram de diferentes arranjos

de átomos. Quando os átomos se rearranjam,

of atoms. When the atoms rearrange,

the metal moves from one shape to another.

o metal se modifica de uma forma para outra.

Let's look at a phase change in action.

Vejamos uma mudança de fase.

Aqui tenho um fio de metal que é feito de niquel e titânio.

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

Este fio de metal é uma liga com memória de forma,

This metal wire is a shape memory alloy,

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

e vou fazer ele mudar entre suas diferentes formas

using heat from a lighter.

usando o calor de um isqueiro.

Watch this.

Veja isto.

I'm going to wrap this wire around my finger

Vou enrolar este fio em volta do meu dedo

and then heat it.

e então esquento.

Amazing!

Fantástico!

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

Aquele fio retorna a posição reta quando o aqueço.

Vamos tentar novamente.

Let's try that again.

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

Vou enrolar este fio em volta do meu dedo.

Sim, ainda é fantástico.

Yep, that's still amazing.

Not only is it amazing, this is weird,

Não só fantástico, como é estranho,

because metals generally don't do that.

pois em geral os metais não fazem isso.

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

Aqui temos um clips. Quando o aqueço, nada acontece.

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

O que vemos é a memória da forma do fio mudando de fases enquanto esquenta.

Quando o fio está frio, os átomos estão em um arranjo diagonal,

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

like the movie theater seating, we talked about before.

como as poltronas do cinema como falamos antes.

We call this a monoclinic arrangement,

Chamamos isto de arranjo monoclínico,

e os cientistas chamarão esta fase de martinsita.

and scientists will call this phase martensite.

Quando aqueço o fio,

When I heated up the wire,

the atoms moved into columns like airplane seating.

os átomos se movem em colunas como os assentos de um avião.

This is a cubic arrangement.

Este é um arranjo cúbico.

Scientists will call this phase austenite.

Os cientistas chamarão esta fase de austenita.

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

Daí quando aquecemos, os átomos modificam a posição de forma consistente,

and they'll do this forever.

e assim se comportarão para sempre.

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

Eles têm este movimento coordenado, como os membros de uma incansável banda marcial.

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

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

create a totally different pattern.

criam um padrão totalmente diferente.

Isso é muito bom, mas onde usamos tais materiais?

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

Well, if you look in the sky tonight,

Bem, se você olhar para o céu à noite,

shape memory alloys are at work -

as ligas com memória de forma estão trabalhando -

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

em Marte. Elas são usadas para mover os painéis do veículo explorador de Marte,

so that it can study the environment.

para que possa estudar o meio ambiente.

Assim como nosso metal se endireita ao ser aquecido,

Like our metal straightened when it was heated,

the metals holding the panels will move when electrically heated.

os metais que sustentam os painéis irão se mover quando aquecidos eletricamente.

When we stop heating the shape memory metal,

Quando paramos de aquecer as ligas com memória de forma,

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

o painel volta devido a força de uma mola em oposição.

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

Voltando à terra, as ligas com memória de forma são usadas para abrir artérias congestionadas

as stents, which are small collapsible springs

como um stent. que são pequenas molas

that force open passages.

que forçam uma passagem ficar aberta.

Shape memory alloys are also used to move robots,

As ligas com memória de forma também são usadas para mover robôs,

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

borboletas de brinquedo, abraçadeiras dental para um perfeito ajuste todo o tempo,

shape memory wires are used as underwires in bras.

as ligas com memória de forma são usadas como arames em sutiãs.

Now you know Victoria's secret.

Agora você sabe o segredo da Victoria.

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

Colocando o sutiã em uma secadora, ele ficará novinho em folha toda vez.

Então seja em Marte ou na sua boca, pequenos movimentos atômicos

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

can create huge changes,

podem criar enormes mudanças,

and understanding the way atoms behave

e entendendo como os átomos se comportam

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