Smart Wire

Datum: Juli 2013

Inleiding:

Een website waar ik vrij regelmatig spullen koop is Mindsetonline. Dit is een van die materialen waar ik over gelezen had en mee wilde experimenteren.

Principe:

Geheugenmetaal naar zijn oorspronkelijke toestand terugbrengen.

Materiaal:

  • Schakelaar 
  • 2* AA batterij
  • AA batterijhouder
  • Kroonsteentje
  • Lego steentjes
  • Kabels met krokodilklemmen
  • Smart Wire
  • Koperdraad/kabel

Uitvoering:

  • Bouw de opstelling op volgens nevenstaande schema en onderstaande foto.
  • Klem de Smart-wire in de Lego-steentjes en zorg ervoor dat een stukje draad uitsteekt.
  • De Smart-wire zelf moet een beetje bol staan.
  • Schroef een half kroonsteentje op de uitstekende draad.
  • Verbind het andere deel van het kroonsteentje met kabels dusdanig dat nevenstaand schema gevormd wordt.
  • Druk de schakelaar in en observeer.

 

Resultaat:

In onderstaande video kan men zien dat op het moment dat men de schakelaar indrukt de draad begint te bewegen.

 

 

YouTube link: Smart Wire

Discussie en conclusie:

Nitinol is een legering van titanium en nikkel, gekenmerkt door een geheugeneffect met betrekking tot zijn vorm. Onder de overgangstemperatuur kan het worden vervormd, boven die temperatuur neemt het dan weer de vorige vorm aan. Door het materiaal in een stroomkring op te nemen verwarmt men het (analoog aan een weerstand) zodra de stroomkring gesloten wordt. Het materiaal probeert dan zijn oorspronkelijke vorm aan te nemen, de beweging die het kan uitvoeren is echter beperkt aangezien het gefixeerd is op zijn uiteinden. Dit vertaald zich dan in de waar te nemen "zwaai" beweging.

Het effect dat we observeren kan men beschrijven als een is een faseverandering binnen een vaste stof analoog aan het verschil tussen grafiet en diamant. Er vindt een verandering van de positie van atomen, moleculen of atomen binnen het kristalrooster plaats. In een niet-geheugen metaal wordt de deformatie spanningen geabsorbeerd door een heerrangschikking van de kristallen en is het onmogelijk deze kristallen terug te brengen naar exact dezelfde positie. In Nitinol blijven de kristallen op exact dezelfde plaats maar herrangschikken de atomen zich waardoor een gedeformeerd object kan terugvallen naar zijn oorspronkelijke vorm.

Literatuur:

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Opmerkingen:

  • "Smart wire" staat ook bekend onder de naam "Muscle Wire".

Achtergrondinformatie:

NiTinol ook wel geheugenmetaal genoemd is, zoals de naam als suggereert, een Nikkel/Titaan legering, samengesteld uit ongeveer gelijke delen samengesmolten nikkel en titaan. Het materiaal is ontdekt door de Amerikaanse marine tijdens een onderzoek naar metalen die het corrosieve karakter van zout water goed konden weerstaan. Daarvoor was het minder geschikt maar het materiaal bleek een bijzondere eigenschap te hebben. NiTinol bleek een SMA, een Shape Memory Alloy, ofwel een vormgeheugenmetaal te zijn. Het materiaal onthoud zijn oorspronkelijke vorm, en als men het materiaal verbuigt kan het zich herstellen. Het springt terug in de oorspronkelijke vorm bij verhitting. Nitinol is een afkorting die staat voor “Nickel Titanium Naval Ordnance Laboratory".

17/01/2017