p A capacidade das ligas com memória de forma, usados ​​como materiais para stents médicos, para reverter à sua forma original após um aumento na temperatura ser suprimido em tamanhos de grão nanométricos devido aos efeitos relacionados à maior proporção de limites de grão, de acordo com um modelo matemático desenvolvido por pesquisadores do A * STAR. Esta descoberta ajuda a explicar a perda de memória de forma e aumentar nossa compreensão dos materiais com memória de forma nanocristalinos, o que levará a melhorias no design de tais dispositivos. p "Ligas com memória de forma são comumente usadas como materiais para stents médicos por causa de sua memória de forma interessante e propriedades mecânicas, e também em outras aplicações biomédicas e de engenharia, "diz o pesquisador principal, Rajeev Ahluwalia, do A * STAR Institute of High Performance Computing.

p A memória de forma se refere à capacidade de um material retornar à sua forma original, geralmente por aquecimento, após graus relativamente grandes de deformação. Essa recuperação de forma ocorre porque os átomos na estrutura cristalina do material mudam seus arranjos relativos quando há uma diminuição na temperatura, e retornar aos seus locais originais após o reaquecimento. Este tipo de transformação 'martensítica' pode ser extremamente útil em várias aplicações, mas, experimentalmente, descobriu-se que essa transformação é suprimida à medida que os grãos de cristal constituintes se aproximam das dimensões em nanoescala. Isso reduz potencialmente a aplicabilidade das ligas com memória de forma em escalas pequenas.

p Ahluwalia e sua equipe desenvolveram um modelo matemático para a transformação martensítica que reproduz com sucesso a supressão da transformação observada experimentalmente nesses materiais (ver imagem).

p "Nosso modelo mostra que essa supressão da transformação martensítica pode ser atribuída a efeitos de contorno de grão, "explica Ahluwalia." Os limites dos grãos podem impor uma penalidade de energia durante a transformação, suprimindo a transformação localmente nos limites dos grãos, e levando à supressão completa da transformação em grãos pequenos abaixo de um tamanho de grão crítico. "

p Embora mostrando que a transformação induzida pela temperatura é suprimida no regime de nanograin, as descobertas da equipe também explicaram a redução na 'histerese mecânica' - a diferença em como um material se deforma sob uma determinada força, dependendo se está carregando ou descarregando - conforme o tamanho do grão diminui. Isso implica em perda de energia reduzida e fadiga mecânica reduzida - propriedades desejáveis ​​que podem ser obtidas diminuindo o tamanho do grão.

p "Compreender a causa por trás desses comportamentos interessantes em tamanhos de grão pequenos nos dá um meio de projetar microestruturas de material para ter propriedades desejáveis, "diz Ahluwalia.