Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

Translator: Bích Ngọc Đinh Reviewer: Lê Anh

Today we're talking about weird materials

Hôm nay chúng ta đề cập tới những vật liệu kì quặc

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

thứ chúng ta sử dụng trong Không gian, robot, và trong miệng bạn.

I'm talking about shape memory alloys.

Tôi đang nói về Những hợp kim nhớ hình.

Like the name says,

Giống như tên của nó,

these are metals that remember different shapes.

những kim loại này nhớ các hình dạng khác nhau.

To understand how these metals work,

Để hiểu chúng hoạt động thế nào,

we've got to talk about atoms and organizing.

ta tìm hiểu về nguyên tử và cách tổ chức của chúng.

Let's talk about atoms first.

Đầu tiên là về các nguyên tử.

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

Nguyên tử là đơn vị cơ bản của vật chất mà mắt thường không thấy

yet they make up everything in our world,

nhưng chúng tạo nên mọi thứ trong thế giới chúng ta,

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

từ cái ghế bạn đang ngồi đến di động của bạn.

Atoms have some surprising ways of behaving too.

Các nguyên tử cũng có một số biểu hiện đáng ngạc nhiên.

We'll talk about that shortly.

Chúng ta sẽ nói về điều này một cách ngắn gọn là.

Now, how big is an atom?

Nguyên tử lớn như thế nào?

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

Ừm, tưởng tượng kéo một sợi tóc từ đầu của bạn

and whittling it like a stick 100,000 times.

và bào nó như bào một cái que 100,000 lần.

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

Một trong số những vụn bào đó là chiều rộng của một nguyên tử.

They're that small.

Chúng nhỏ như thế đấy.

Now let's talk about atoms and organizing.

Bây giờ hãy nói về nguyên tử và cách sắp xếp.

You may not know this, but atoms arrange themselves

Bạn có thể không biết điều này, những nguyên tử tự sắp xếp

similar to the way we humans arrange ourselves.

tương tự như cách chúng ta tự sắp xếp.

Sometimes they sit in rows, like we do

Thi thoảng chúng ngồi theo hàng, như chúng ta

on a bus or an airplane.

ở trên xe buýt hay máy bay.

We call that seating arrangement a phase.

Ta gọi kiểu sắp xếp đó là một thể.

Other times they sit diagonal from each other,

Có lúc khác chúng ngồi xen kẽ với nhau,

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

kiểu như ghế ở rạp chiếu phim hay sân vận động thể thao.

This is another phase.

Đó là một thể khác.

When atoms move from one seating to another

Khi mà những nguyên tử di chuyển vị trí

this is called a phase change.

thì được gọi là Chuyển thể.

Phase changes are all around us.

Chuyển thể xảy ra quanh chúng ta.

You may already know about water's phases:

Bạn có lẽ đã biết về các thể của nước:

solid, liquid and gas.

thể rắn, lỏng, và khí.

Many other materials have phases like that too.

Rất nhiều vật liệu khác cũng có các thể như thế.

Some of them have several solid phases.

Một trong số đó lại có vài loại thể rắn.

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

OK. Trở lại với Hợp kim nhớ hình chúng ta đã đề cập ở trước.

When we say that the metals remember their different shapes,

Khi ta nói rằng Kim loại nhớ được nhiều hình dạng khác nhau,

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

nghĩa là chúng nhớ các cách sắp xếp vị trí khác nhau

of atoms. When the atoms rearrange,

của nguyên tử. Khi nguyên tử sắp xếp lại

the metal moves from one shape to another.

thì các kim loại lại thay đổi hình dáng.

Let's look at a phase change in action.

Hãy quan sát đoạn chuyển động của sự chuyển thể.

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

Ở đây tôi có một sợi kim loại làm bằng niken và titan.

This metal wire is a shape memory alloy,

Sợi này là một Hợp kim nhớ hình,

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

và tôi sẽ chuyển đổi hình dạng của nó

using heat from a lighter.

dùng khí nóng từ bật lửa.

Watch this.

Quan sát cái này.

I'm going to wrap this wire around my finger

tôi sẽ quấn sợi này quanh ngón tay

and then heat it.

sau đó làm nóng nó.

Amazing!

Thật kinh ngạc!

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

Sợi dây trở lại một đường thẳng, khi tôi đốt nóng nó.

Let's try that again.

Thử lại lần nữa.

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

Tôi lại quấn quanh ngón tay, đốt nóng.

Yep, that's still amazing.

Vâng, vẫn thật kinh ngạc.

Not only is it amazing, this is weird,

Không chỉ kì diệu, mà còn kì lạ nữa,

because metals generally don't do that.

vì kim loại nhìn chung không làm được thế.

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

Đây là chiếc kẹp ghim. Tôi làm nóng, nhưng chẳng được gì.

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

Thứ ta thấy là sợi nhớ hình chuyển thể khi trở nên nóng.

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

Khi sợi này lạnh, nguyên tử ở thể sắp xếp đối giác,

like the movie theater seating, we talked about before.

giống cách ngồi ở rạp, chúng ta đã nói ở trên.

We call this a monoclinic arrangement,

Chúng ta gọi là sắp xếp đơn nghiêng,

and scientists will call this phase martensite.

và các nhà khoa học gọi nó là chuyển biến martensite.

When I heated up the wire,

Khi làm nóng sợi dây,

the atoms moved into columns like airplane seating.

nguyên tử chuyển thành hàng như ghế ngồi máy bay

This is a cubic arrangement.

Đây là kiểu sắp xếp khối.

Scientists will call this phase austenite.

Nhà khoa học gọi đây là thể austenite.

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

Vậy khi ta thêm hơi nóng, nguyên tử chuyển vị trí liên tục,

and they'll do this forever.

và sẽ luôn làm thế.

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

Chúng có những chuyển động phối hợp, như một nhóm hành quân không mệt mỏi.

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

Mỗi cái chuyển động một tí, nhưng hợp những chuyển động nhỏ

create a totally different pattern.

tạo thành một mẫu hoàn toàn khác,

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

Khá ngầu đúng không, nhưng chúng ta dùng cái này để làm gì?

Well, if you look in the sky tonight,

Ừm, nếu bạn nhìn vào trời đêm hôm nay,

shape memory alloys are at work -

hợp kim biến hình đang làm việc đấy

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

trên sao Hỏa, dùng để di chuyển điều khiển trên robot thám hiểm tự hành,

so that it can study the environment.

để nó nghiên cứu môi trường này.

Like our metal straightened when it was heated,

Giống như kim loại tự thẳng khi bị đốt nóng,

the metals holding the panels will move when electrically heated.

kim loại giữ những bảng điều khiển sẽ chuyển động khi bị nóng bằng điện.

When we stop heating the shape memory metal,

Khi chúng ta ngừng làm nóng kim loại nhớ hình,

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

những bảng điều khiển sẽ trở lại, nhờ một lò xo đối.

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

Trở lại Trái đất, hợp kim nhớ hình đươc dùng để điều trị tắc động mạch

as stents, which are small collapsible springs

như stent, là những lò xo gập

that force open passages.

tạo áp lực thông mạch.

Shape memory alloys are also used to move robots,

Hợp kim nhớ hình cũng được dùng di chuyển robot,

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

bướm đồ chơi, mấu nối răng, cho sự phù hợp hoàn hảo,

shape memory wires are used as underwires in bras.

hợp kim nhớ hình được dùng là gọng ở áo ngực.

Now you know Victoria's secret.

Bây giờ bạn biết về bí mật của Victoria rồi đấy

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

Bằng việc cho áo ngực vào máy sấy, nó sẽ mới như mới mua.

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

Vậy dù nó ở trên sao Hỏa hay trong miệng, những di chuyển nhỏ của nguyên tử

can create huge changes,

có thể tạo nên sự thay đổi lớn,

and understanding the way atoms behave

và hiểu cách nguyên tử hoạt động

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

cho phép chúng ta tạo những vật liệu làm thế giới tốt hơn.