Superelastičnost: pružnost bez trvalé deformace
Superelastičnost je druhou hlavní funkční vlastností nitinolové tvarové paměťové slitiny (SMA) a ve mnoha komerčních aplikacích je využívána dokonce častěji než efekt tvarové paměti. Superelastičnost nastává, pokud je nitinolová SMA používána při teplotách vyšších než je teplota ukončení austenitní fáze, což znamená, že materiál je v klidovém stavu v austenitní fázi. Pokud na tento materiál v tomto stavu působíte mechanickým napětím, samotné napětí vyvolá lokální přeměnu na martensit, díky níž materiál dokáže absorbovat velmi velké deformace – často až osm procent – bez jakékoli trvalé deformace. Jakmile je napětí odstraněno, martensit se okamžitě přemění zpět na austenit a materiál se úplně vrátí do své původní podoby. Pro srovnání: konvenční nerezová ocel dokáže elasticky zreagovat pouze na deformace přibližně o polovinu procenta, než začne trvale deformovat. Nitinolová SMA ve svém superelastickém stavu zvládá deformace přibližně šestnáctkrát větší. Toto není jen marginální zlepšení, ale zásadně odlišná třída mechanického chování, která umožňuje zcela nové konstrukce výrobků. V průmyslu lékařských zařízení je superelastická nitinolová SMA preferovaným materiálem pro vodiče (guidewires), sběrné košíky a filtry pro embolickou ochranu právě proto, že tyto zařízení musí procházet složitými anatomickými cestami, ostrými záhyby a poté se vrátit do své funkční geometrie bez ohnutí nebo trvalé deformace. Ohnutí (kink) vodiče během kardiovaskulárního zákroku je vážným klinickým problémem. Nitinolová SMA tento riziko eliminuje způsobem, který žádný konvenční kovový drát nedokáže. V ortodontii superelastické nitinolové SMA obloukové dráhy působí na zuby mírnou, nepřetržitou silou v širokém rozsahu průhybu, čímž urychlují pohyb zubů a snižují nepohodlí pacienta ve srovnání se zubními dráhy z nerezové oceli, které vyvíjejí vysoké a nerovnoměrné síly. V rámečcích brýlí umožňuje superelastická nitinolová SMA, aby se sloupky (temple) ohnuly daleko mimo svou normální polohu a po uvolnění se vrátily do původního stavu bez poškození – tato vlastnost se stala skutečným prodejním argumentem pro vysoce kvalitní značky brýlí. Mimo lékařské a spotřebitelské aplikace nachází superelastická nitinolová SMA stále širší uplatnění v oboru stavebního inženýrství pro zařízení k izolaci proti otřesům, v robotice pro pružné kleště, které dokáží bez poškození manipulovat s křehkými předměty, a ve sportovních potřebách, kde je výhodou návrat energie a odolnost. Další kritickou výhodou superelastické nitinolové SMA je její odolnost proti únavě při cyklickém zatížení. Součásti, které se opakovaně prohýbají – například rámy srdečních chlopní nebo pružné vrtáky používané při endodontických zákrocích – musí vydržet miliony cyklů bez vzniku trhlin. Nitinolová SMA se v testech rotující únavy prokázala jako lepší než konkurenční slitiny, což je jedním z důvodů, proč se stala standardním materiálem pro endodontické soubory (files) používané zubními lékaři po celém světě. Superelastičnost nitinolové SMA není jen materiálovou kuriozitou – je to praktické inženýrské řešení, které činí výrobky bezpečnějšími, trvanlivějšími a výkonnějšími, než bylo dříve možné.
EN
