Madde ve Hafıza Buluştu: Nitinol ile Şekil Hafızalı Alaşımların Hikayesi

Günümüzde malzeme bilimi ve teknolojisi, farklı endüstrilerin taleplerini karşılamak için sürekli olarak yeni ve gelişmiş malzemeler arayışını sürdürmektedir. Bu bağlamda, şekil hafızalı alaşımlar (SHA’lar) metalik akıllı malzemeler olarak öne çıkmaktadır. Özellikle biyomedikal ve havacılık sektörleri gibi alanlarda, şekil hafızalı alaşımların (ör: Nitinol) benzersiz özellikleri çeşitli uygulama potansiyelleri sunmaktadır. 

Şekil Hafızası ve Süperelastisite Özellikleri

SHA’lar, en çarpıcı özellikleri olan “şekil hafıza” ve “süperelastisite” ile tanınır. Bu özellikler, tersinir termoelastik faz dönüşümleri sayesinde ortaya çıkar. Sıcaklık veya kuvvet değişiklikleri gibi tetikleyicilerle % 5-10 arasında tersinir şekil değişimleri elde edilebilir. Bu özellikler, malzemelerin farklı fazlarında atom düzenlemelerinin değişmesi ile gerçekleşir, östenit ve martenzit fazları arasındaki dönüşümler malzemenin şekil değiştirebilme yeteneğini sağlar.

Biyomedikal Uygulamalarda Kullanımı

Özellikle biyomedikal alanda, NiTi (Nitinol) alaşımları öne çıkmaktadır. Bu alaşımların biyouyumluluğu, korozyon direnci ve yorulma dayanımı gibi avantajları, tıbbi cihazlar ve implantların üretiminde tercih edilmesine olanak tanır. Endişe kaynağı oluşturan Ni elementi, Ti elementiyle alaşım yapılarak ortadan kaldırılır. Vücutla etkileşime girdiğinde, yüzeyde oluşan TiO2 ince film tabakası, Ni’nin vücuda salınımını sınırlayarak biyouyumluluğu artırır ve korozyon hızını azaltır.

Şekil 1: hafızalı alaşımdan imal edilmiş protez

Kaynak: Dergipark

Havacılık ve Diğer Endüstrilerde Uygulamaları

SHA’lar sadece biyomedikal alanda değil, aynı zamanda havacılık, otomotiv ve diğer endüstrilerde de geniş uygulama alanlarına sahiptir. Yüksek mukavemet değerleri, şekil değiştirme yetenekleri ve düşük yoğunluk gibi özellikler, havacılık endüstrisinde hafif ve dayanıklı bileşenlerin üretimini mümkün kılar.

Şekil 2:Şekil hafızalı alaşımdan imal edilmiş uçak kanat sistemi

Kaynak: Herkes İçin Havacılık

Gelecekteki Potansiyel Uygulamalar

Şekil hafızalı alaşımların biyomedikal ve havacılık endüstrilerindeki başarısı, gelecekte daha fazla yenilikçi uygulama alanının keşfedilmesine olanak tanımaktadır. Malzeme bilimi ve teknolojisinin ilerlemesiyle birlikte, SHA’lar daha spesifik ve özelleştirilmiş uygulamalar için optimize edilebilir.

Şekil hafızalı alaşımlar, biyomedikal ve havacılık gibi çeşitli endüstrilerde metalik akıllı malzemeler olarak büyük bir potansiyele sahiptir. Bu malzemelerin benzersiz özellikleri, işlevselliği ve dayanıklılığı, tıp alanında tedavi yöntemlerinden uçak üretimine kadar geniş bir yelpazede kullanılmalarını sağlamaktadır. Gelecekte, bu alaşımların daha da fazla yaratıcı uygulama alanı bulması beklenmektedir.

İlgili Yazı:

Not: Bu makale, şekil hafızalı alaşımların biyomedikal ve havacılık endüstrilerindeki önemini vurgulamayı amaçlamaktadır. Teknik ayrıntılara ve güncel araştırmalara daha fazla yer verilerek daha kapsamlı bir makale oluşturulabilir.

Bir başka yazımızda Biyomedikal ve havacılık gibi yerlerde uygulamalıyla ilgili detaylı bir bilgide verilecektir.

Kaynaklar

1.Akademik Makaleler

• Acar E, Oktay T.2018. Havacılık ve uzay uygulamalarında şekil hafızalı alaşımlar, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, (7 /1), 335-349.
• Wayman CM. and K. Otsuka. 1998. Shape Memory Materials. Cambridge University Press.
• Machado LG, Savi MA. 2002. Medical applications of shape memory alloys, Braz J Med Biol res (36 /6) 683-691.

2.Haber ve İncelemeler:

• Herkes İçin Havacılık
• Dergipark
• Bilimgenç Tubitak
• Varzene