讓金屬按照人的意愿隨心所欲地改變形狀,歷來(lái)是人們的夢(mèng)想。古典小說(shuō)《西游記》中,孫悟空那根伸縮自如,擁有無(wú)限力量的金箍棒,或許就寄托了古人對(duì)金屬的某種期望。
在科技發(fā)達(dá)的今天,這種伸縮自如的神奇金屬已經(jīng)不是天方夜譚!
有一種金屬就可以實(shí)現(xiàn)這種功能!它的奇妙之處,就在于低溫環(huán)境下的扭曲變形后,一旦溫度升高到一定程度,又能絲毫不差地自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)形狀,被人們叫做“形態(tài)記憶合金”。用這種合金制造的汽車,即使被撞得面目全非,只要拿到火上微微一烘。或放入熱水中稍稍一浸,就可恢復(fù)得和原來(lái)一模一樣,讓駕車人的懊惱煙消云散。如今,各國(guó)的科研人員已經(jīng)相繼研制成十多種記憶合金,如鎳鈦記憶合金、銅鋁記憶合金、銅鎳鋁記憶合金等等。這些奇特性格的記憶合金,在生活中有什么用處呢?
鎳鈦諾合金就是一個(gè)很好的例子。在美國(guó)道格拉斯宇航用品公司里,有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)。它不燒油,不燒天然氣也不用電,而是單靠溫水就能工作。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力部件,是用一組叫做“鎳鈦諾”的鎳和鈦的合金制成的環(huán)狀物。這種合金,很有可能改變我們這個(gè)急于尋求新能源的世界。研制這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的科學(xué)家估計(jì),鎳鈦諾發(fā)電,在成本上與用石油、天然氣和核燃料發(fā)電相比,具有壓倒優(yōu)勢(shì)。
近20年來(lái),全世界有幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)室,默默地,有時(shí)甚至是秘密地,對(duì)鎳鈦諾的性能進(jìn)行研究。大家公認(rèn)它是最引人注意的一種金屬材料,越來(lái)越多的科學(xué)家開(kāi)始對(duì)鎳鈦諾深感興趣。
在室溫下。一根鎳鈦諾絲像鋼鐵一樣堅(jiān)硬;折彎后??梢员3謴澏取T俳霟崴袝r(shí),它會(huì)突然像蘇醒過(guò)來(lái)的樣子,狠狠地彈回到原來(lái)的形狀。簡(jiǎn)而言之,它有一種形狀記憶的反應(yīng)能力,是一種固態(tài)能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng),只要由冷變熱,每平方英寸就能產(chǎn)生55噸的力量。
鎳鈦諾的奇特性質(zhì)是美國(guó)海軍軍械實(shí)驗(yàn)室于1958年發(fā)現(xiàn)的。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)很偶然。當(dāng)?shù)谝慌団佒Z錠從爐中冶煉出來(lái)時(shí),美國(guó)冶金專家威廉·巴克勒照常拿起兩根手指粗細(xì)的金屬錠互相敲了敲,它們發(fā)出單調(diào)、嘶啞的聲音,毫無(wú)值得驚訝的地方。但是,幾分鐘以后,巴克勒發(fā)現(xiàn),另外兩根同一批出爐的鎳鈦諾錠相敲時(shí),卻發(fā)出銀鈴般的聲響。唯一的區(qū)別在于溫度:第二對(duì)鎳鈦諾錠剛從爐中取出,溫度較高。
不久之后,在一次美國(guó)海軍科學(xué)家的會(huì)議上,巴克勒展示了鎳鈦諾的另一種特性:無(wú)論你把它彎曲多少次。它一點(diǎn)也不表現(xiàn)出通常金屬要呈現(xiàn)的“疲勞”現(xiàn)象。同其他合金一樣,鎳鈦諾被彎曲時(shí),彎曲地方的溫度升高,恢復(fù)原狀時(shí),彎曲的地方的溫度也隨即降低。
一位與會(huì)的科學(xué)家在點(diǎn)燃煙斗以后,用打火機(jī)把一根彎成蛇腹形的鎳鈦諾絲烘烤了一下,它立即彈開(kāi)變直?!斑@就是事情的轉(zhuǎn)折點(diǎn)?!卑涂死照f(shuō)。
雖然它具有這些無(wú)敵的特性,但一直到1973年,才由加州伯克利的勞倫斯實(shí)驗(yàn)室的發(fā)明家里奇韋·班克斯利用它獲得了一個(gè)重要但未引人注意的突破:他制造出一臺(tái)鎳鈦諾熱能發(fā)動(dòng)機(jī)。
班克斯的新發(fā)明是一個(gè)平放在中心軸上的輪盤(pán),輪盤(pán)的每根輻條上都懸掛著一根U形的鎳鈦諾絲,其末端都連接著一個(gè)能沿輻條滑動(dòng)的套筒。當(dāng)U形絲浸入輪下水槽的熱水中時(shí),它就彈開(kāi),產(chǎn)生的能量推動(dòng)輪子旋轉(zhuǎn)。圍觀的科學(xué)工作者敏銳地預(yù)感到這項(xiàng)發(fā)明的劃時(shí)代的意義。
美國(guó)能源局和世界銀行對(duì)鎳鈦資源在全球的分布進(jìn)行了初步研究,認(rèn)為這兩種元素儲(chǔ)量豐富,價(jià)格也不貴,同時(shí)分布均勻。因此有人認(rèn)為,到本世紀(jì)末,將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)鎳鈦諾工藝學(xué)和鎳鈦工業(yè):也許在世界上一些地方還會(huì)有鎳鈦諾經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)世。石油、煤等化學(xué)燃料時(shí)代的爆裂轟鳴聲,將被數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的鎳鈦諾熱能機(jī)上的無(wú)數(shù)鎳鈦絲、杠桿、滑輪、彈簧、葉片、皮帶輪等連續(xù)地在熱水和冷水中循環(huán)的輕柔的濺水聲所代替,通過(guò)這種金屬晶體的晶格振動(dòng)產(chǎn)生的某種神秘的力量,使這些金屬記憶、忘卻,再記憶、再忘卻,再記憶……從而取得無(wú)限的安全而清潔的再生能