ما هي ذاكرة المواد فهل المواد لها ذاكرة مثل البشر

المواد لها ذاكرة مثل البشر 

بقلم : ريم عيسى 

مراجعة وتدقيق : مجدي عياد 

مواد متذكرة للشكل shape memory materials

من المسلم به انه يمكنك تذكر اسمك محل اقامتك حتي اللغات التي تعلمتها من قبل لكن هل يمكن للمواد الجامدة ان تتذكر مثلنا وكيف يتم ذلك وماهو شكل الذاكرة التي تملكها!
 ذلك ما سوف نتحدث عنه في الاسطر القادمة....
اذا اتينا بدبوس مشبك مشكل بطريقة معينة او ملعقة مثلا وقمنا بإعادة تشكيلها هل ستعود الي شكلها من قبل؟ بالطبع لا علي حسب نوع المادة فمثلا قطعة من المطاط اذا قمت بشدها وتركها مرة اخري سوف تعود علي هيئتها الاولي، ما الذي حدث بداخل المطاط والمعدن وهل يمكن ان تعود المعقلة المصنوعة من المعدن الي هيئتها الاولي....
في البداية دعونا نذكر ما حدث بداخل كل مادة، المواد تختلف في تركيبها فالمواد الصلبة تختلف عن المطاط عن البلاستيك عن الزجاج فكل مادة لها تركيب بلوري داخلي مختلف فبالتالي تسليط قوة علي كل نوع يعطي رد فعل مختلف فيسمي بشكل عام تشوه المواد materials deformation ويصنف الي نوعين أساسيين :

1.تشوه مرن Elastic deformation

لو حصلت على قطعة مصنوعة من المطاط وقمت بشدها سوف تعود لشكلها الأصلي تلك الظاهرة تسمي بالمرونة elasticity ، فالجزيئات داخلها تقوم بفك الروابط وتتحرك بمرونة داخل المادة فاذا قمت بإزالة قوة الشد فسوف تعود الجزيئات الي مكانها مرة اخري.

2.تشوه غير مرن Plastic deformation

إذا أتيت  بملعقة وسلطت عليها قوة اكبر بالطبع لتقوم بتشكيلها مرى اخري وبعد إزالة تلك القوي لن تعود مرة اخري وتلك الظاهرة تسمي باللدونة plasticity ، لكن من الممكن ان تعود علي هيئتها الاولي عن طريق تسخينها مرة اخري عند درجة حرارة معينة وتكوين سبيكة بنسب ومواد معينة.

المواد المتذكرة للشكل shape memory materials

المواد المتذكرة للشكل تتكون من مادتين علي الأقل واشهر السبائك المكونة لها هي سبيكة النيتينول (نيكل-تيتانيوم)، بعد تشويه السبيكة المتذكرة للشكل يتغير التركيب البلوري للمادة بالكامل عكس التشويه المرن.... فبالتالي يمكن تصنيف المواد المتذكرة للشكل الي :

1.One way shape memory effect

علي حسب نوع كل مادة فهناك مواد فقط عند تسخينها عند درجه حرارة معينة تعود لشكلها الاصلي لكن لا تعود لشكها الاصلي عند تبريدها وبالمثل هناك انواع اخري اذا قمت بتبريدها فقط عند درجة حرارة معينة تعود لشكلها الاصلي ولا يحدث العكس.

2.Two way shape memory effect

هناك مواد معينة تحتفظ بشكلين مختلفين : شكل عند التبريد وشكل عند التسخين...فمثلا سبيكة من مادة معينة (لها خاصية ال Two way shape ) مشكلة علي هيئه سلك مستقيم عند تشويهها لاي شكل آخرمهما كان,تعطي عند تبريدها شكل دائرة وعند تسخينها تعود للشكل المستقيم مرة آخرى, فهذه السبيكة تحتفظ في ذاكرتها على هيئتين مختلفتين كل هيئة عند درجة حرارة مختلفة.

 3. Pseudo-elasticity

في تلك الحالة السبيكة تظهر ما يسمي المرونة الفائقة superelasticity فالذرات داخل المادة يحدث لها إطالة او تمدد بدون حدوث تشوه لدن ، في تلك السبيكة تعود المواد الي شكلها الاصلي بدون استخدام التبريد او التسخين، فعند الضغط علي السبيكة يتغير التركيب الداخلي لها وتترتب الجزيئات بشكل مختلف فيحدث بما يسمي ب solid-state phase change  ويمكن تشبيه ذلك بمكعب الماء فهو في شكل وتركيب بلوري معين يختلف عن التركيب البلوري لها عندا يتحول الي ماء.

استخدامات المواد المتذكرة للشكل واسعة بسبب خفة وزنها ومرونتها وقوتها في نفس اللحظة وتستخدم بشكل يومي فيمكن ان تلاحظها عند طبيب اسنانك في مجالات الفضاء حتي في اطار نظارتك فهي مصنوعة من النوع Pseudo-elasticity فهي مرنة وتعود لشكلها الطبيعي بدون الحاجة لتسخينها.