ПЛАСТИЛИНОВЫЙ... МЕТАЛЛ

Раньше мы читателя удивляли тем, что металлический прут при нагревании сам завязывался в бантик. Так мы рассказывали об эффекте памяти формы металла. А украинские ученые представляют новый тип памяти -- магнитный, который заставляет материалы... шевелиться.

Такое явление физики уже давно спустилось с космических высот в быт. К примеру, в вашем новом электрочайнике стоит прутик, который при закипании воды, разгибаясь, выключает его. Все потому, что специальный сплав когда-то "приучили" быть ровным, а потом согнули. И при каждом воздействии температуры он разгибается, а охлаждаясь, сгибается снова.

Сейчас в отделе легирования сталей и сплавов Института металлофизики имени Курдюмова меняют форму металла с помощью магнита. То, что магнитное поле влияет на размеры металлического предмета, ученые обнаружили еще в позапрошлом веке. Но есть нечто удивительней!

-- В наших материалах -- совершенно другой принцип: ведь если обычно под воздействием магнита металл меняет форму максимум на одну сотую процента, то в случае эффекта магнитной памяти формы наш сплав никель-марганец-галлий удлиняется или укорачивается на 6--10%, -- говорит руководитель группы по исследованию магнитных и фазовых свойств партнерского проекта подразделения аэрокосмических исследований НАТО Илья Главацкий. -- То есть разница в величинах деформаций -- сотни или тысячи раз!

В кабинете, где мы сидим, навязчиво гудят различные аппараты -- идут исследования. Мне дают в руки маленький брусочек металлического сплава. Предварительно его измеряли -- 9,7 миллиметра. Повторяю за молодым ученым незамысловатые движения -- поворачиваю "железку" то параллельно, то перпендикулярно магниту и -- невероятно -- ощущаю пальцами, как внутри металла что-то щелкает. Измеряем брусочек снова: он уменьшился на целый миллиметр! То есть на 10%!

-- Это еще что, -- смеется над моей реакцией собеседник. -- Полковники из комиссии аэрокосмического агентства НАТО прыгали от восторга и хлопали в ладоши, видя как кусочек металла изгибается и щелкает возле магнита! И предложили нам работать в партнерском проекте. Зато с коллегами долго пришлось спорить и доказывать, что это направление -- нечто принципиально новое.

Известно, что многие кристаллы разбиваются на зеркально-симметричные области -- двойники. Это видно даже невооруженным глазом -- рельеф похож на "паркетную елочку". Эффект заключается в том, что если приложить к этому сплаву магнит, то двойники, которые направлены вдоль магнитного поля, "растут". Другими словами, магнит разворачивает "паркетинки", выстраивая их в линию. В результате вдоль магнитного поля кристаллы сокращаются, поперек поля -- удлиняются. А если поднести магнит перпендикулярно -- кристаллы восстанавливают свою первоначальную форму и размеры. Это и есть магнитная память формы. А сплавы, обладающие ею, -- новый класс так называемых "умных" материалов. Эффект магнитной памяти формы был открыт в 1996 году буквально на кухне финским ученым Кари Уллакко во время спора с коллегами.

Институт металлофизики начал сотрудничать с финнами в этом направлении в том же 1996 году. Первой иностранной группой, которая заинтересовалась новым открытием, была украинская. Сейчас это 5 молодых ученых -- аспирантов и студентов -- во главе с руководителем кандидатом физико-математических наук Надеждой Главацкой. Это направление становится все более модным в мире, ведь многие области исследованы вдоль и поперек за много лет, там можно найти лишь какие-то "блохи". Тем не менее, не смотря на убогое финансирование наших физиков и на то, что многие приборы придуманы ими и сделаны "самотужки", украинские ученые своими докладами удивляют коллег на международных конференциях, а их статьи с нетерпением ждут в солиднейших и самых рейтинговых журналах. К примеру, произвело фурор открытие Надеждой Главацкой нового физического явления. Она обнаружила, что изменения в металле могут происходить с течением времени -- часами и даже сутками(!) -- и в малом магнитном поле, например, от обычного канцелярского магнита, при постоянной температуре.

Что делать с этими открытиями? Пока что исследователи пытаются применить эффект в микроскопах, где нужны очень маленькие и точные перемещения. Но уже известно, что он позволяет магнитной энергии делать механическую работу. К примеру, материал размером с горошину, совершенно не двигаясь, может поднять предмет весом в несколько килограммов!