Conhecido por muitos como fio muscular ou metal com memória, ligas com memória de forma são materiais que podem ser dobrados ou deformados, e então retornam à sua forma original quando o calor é aplicado. Embora as pessoas estejam mais familiarizadas com o material em armações de óculos "inquebráveis", essas ligas também são usadas como amortecedores de vibração, atuadores, e sensores em aplicações de alta tecnologia, como as indústrias aeroespacial e automotiva, dispositivos médicos, e engenharia civil.

Os sistemas de bombeamento de calor são outro uso potencial para ligas com memória de forma, aproveitando seu efeito elastocalórico, que é um efeito de resfriamento que ocorre quando a liga sofre a ação cíclica de forças mecânicas. Cientistas do Laboratório Ames acham que sistemas de bombeamento de calor projetados dessa forma podem resultar em produtos mais ecológicos, sistemas de refrigeração e HVAC mais eficientes em termos de energia do que os modelos de compressão de gás disponíveis atualmente.

Para esse aplicativo, ligas com memória de forma precisam "lembrar" sua forma original com mais exatidão, por longos períodos de tempo, através de muitos ciclos repetidos.

"A aplicação de ligas com memória de forma (SMA) depende do que é chamado de transição de fase martensítica, que transfere calor para frente e para trás muitas vezes, idealmente, sem qualquer degradação do ciclo de calor, como cracking, "disse Lin Zhou, um cientista do Laboratório Ames. "Para entender por que essa degradação acontece e encontrar maneiras de melhorar os SMAs para aplicativos do mundo real, devemos olhar para a microestrutura desses materiais. "

Os pesquisadores compararam dois SMAs à base de cobre com a mesma composição, mas fabricados de forma diferente - após o recozimento, as amostras foram resfriadas em taxas diferentes. Em seguida, ambas as amostras foram aquecidas dentro do microscópio eletrônico de transmissão (TEM), para que os cientistas pudessem observar a transição da fase martensítica em tempo real.

A amostra resfriada rapidamente se transformou em uma temperatura mais baixa e com melhor "memória" do que a amostra resfriada mais lentamente. Os pesquisadores atribuíram isso à formação de minúsculos pontos ricos em níquel que apareceram na amostra resfriada lentamente, que mudou o caminho de transição de fase e afetou negativamente o desempenho da liga.

"Esses precipitados ricos em Ni mudam a composição da liga da matriz e tornam a transição de fase mais difícil de reverter, assim, o circuito de energia é menos confiável, "disse Zhou." É esse tipo de percepção que nos ajudará a fabricar SMAs melhores. "

A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo, "Análise TEM in-situ do mecanismo de transformação de fase de uma liga com memória de forma de Cu ‒ Al ‒ Ni, "de autoria de Tae-Hoon Kim, Gaoyuan Ouyang, Jonathan D. Poplawsky, Matthew J. Kramer, Valery I. Levitas, Jun Cui, e Lin Zhou; e publicado em The Journal of Alloys and Compounds .