讓金屬按照人的意愿隨心所欲地改變形狀,歷來是人們的夢想。古典小說《西游記》中,孫悟空那根伸縮自如,擁有無限力量的金箍棒,或許就寄托了古人對金屬的某種期望。
在科技發達的今天,這種伸縮自如的神奇金屬已經不是天方夜譚!
有一種金屬就可以實現這種功能!它的奇妙之處,就在于低溫環境下的扭曲變形后,一旦溫度升高到一定程度,又能絲毫不差地自動恢復到原來形狀,被人們叫做“形態記憶合金”。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?;蚍湃霟崴猩陨砸唤?,就可恢復得和原來一模一樣,讓駕車人的懊惱煙消云散。如今,各國的科研人員已經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很好的例子。在美國道格拉斯宇航用品公司里,有一臺發動機正在運轉。它不燒油,不燒天然氣也不用電,而是單靠溫水就能工作。這臺發動機的動力部件,是用一組叫做“鎳鈦諾”的鎳和鈦的合金制成的環狀物。這種合金,很有可能改變我們這個急于尋求新能源的世界。研制這臺發動機的科學家估計,鎳鈦諾發電,在成本上與用石油、天然氣和核燃料發電相比,具有壓倒優勢。
近20年來,全世界有幾十個實驗室,默默地,有時甚至是秘密地,對鎳鈦諾的性能進行研究。大家公認它是最引人注意的一種金屬材料,越來越多的科學家開始對鎳鈦諾深感興趣。
在室溫下。一根鎳鈦諾絲像鋼鐵一樣堅硬;折彎后。可以保持彎度。再浸入熱水中時,它會突然像蘇醒過來的樣子,狠狠地彈回到原來的形狀。簡而言之,它有一種形狀記憶的反應能力,是一種固態能源轉換系統,只要由冷變熱,每平方英寸就能產生55噸的力量。
鎳鈦諾的奇特性質是美國海軍軍械實驗室于1958年發現的。這項發現很偶然。當第一批鎳鈦諾錠從爐中冶煉出來時,美國冶金專家威廉·巴克勒照常拿起兩根手指粗細的金屬錠互相敲了敲,它們發出單調、嘶啞的聲音,毫無值得驚訝的地方。但是,幾分鐘以后,巴克勒發現,另外兩根同一批出爐的鎳鈦諾錠相敲時,卻發出銀鈴般的聲響。唯一的區別在于溫度:第二對鎳鈦諾錠剛從爐中取出,溫度較高。
不久之后,在一次美國海軍科學家的會議上,巴克勒展示了鎳鈦諾的另一種特性:無論你把它彎曲多少次。它一點也不表現出通常金屬要呈現的“疲勞”現象。同其他合金一樣,鎳鈦諾被彎曲時,彎曲地方的溫度升高,恢復原狀時,彎曲的地方的溫度也隨即降低。
一位與會的科學家在點燃煙斗以后,用打火機把一根彎成蛇腹形的鎳鈦諾絲烘烤了一下,它立即彈開變直。“這就是事情的轉折點。”巴克勒說。
雖然它具有這些無敵的特性,但一直到1973年,才由加州伯克利的勞倫斯實驗室的發明家里奇韋·班克斯利用它獲得了一個重要但未引人注意的突破:他制造出一臺鎳鈦諾熱能發動機。
班克斯的新發明是一個平放在中心軸上的輪盤,輪盤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能沿輻條滑動的套筒。當U形絲浸入輪下水槽的熱水中時,它就彈開,產生的能量推動輪子旋轉。圍觀的科學工作者敏銳地預感到這項發明的劃時代的意義。
美國能源局和世界銀行對鎳鈦資源在全球的分布進行了初步研究,認為這兩種元素儲量豐富,價格也不貴,同時分布均勻。因此有人認為,到本世紀末,將會出現一個鎳鈦諾工藝學和鎳鈦工業:也許在世界上一些地方還會有鎳鈦諾經濟學問世。石油、煤等化學燃料時代的爆裂轟鳴聲,將被數以百萬計的鎳鈦諾熱能機上的無數鎳鈦絲、杠桿、滑輪、彈簧、葉片、皮帶輪等連續地在熱水和冷水中循環的輕柔的濺水聲所代替,通過這種金屬晶體的晶格振動產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……從而取得無限的安全而清潔的再生能