3.2 Применение материалов в эффектом памяти в медицине

‒ Перчатки, применяемые в процессе реабилитации и предназначенные для реактивации групп активных мышц с функциональной недостаточностью. Могут быть использованы в межзапястных, локтевых, плечевых, голеностопных и коленных суставах.

‒ Фильтры для введения в сосуды кровеносной системы. Вводятся в виде прямой проволоки с помощью катетера, после чего они приобретают форму фильтров, имеющих заданную локацию.

‒ Зажимы для защемления слабых вен.

‒ Искусственные мышцы, которые приводятся в действие электрическим током.

‒ Крепежные штифты, предназначенные для фиксации протезов на костях.

‒ Искусственное удлинительное приспособление для так называемых растущих протезов у детей.

‒ Замещение хрящей головки бедренной кости. Заменяющий материал становится самозажимным под действием сферической формы (головки бедренной кости).

‒ Стержни для коррекции позвоночника при сколиозе.

‒ Временные зажимные фиксирующие элементы при имплантации искусственного хрусталика.

‒ Оправа для очков. В нижней части, где стекла крепятся проволокой. Пластиковые линзы не выскальзывают при охлаждении. Оправа не растягивается при протирке линз и длительном использовании. Используется эффект сверхупругости.

‒Ортопедические импланты.

Проволока (ортодонтическая дуга) для исправления зубного ряда.

Никелид титана может быть использован для изготовления стоматологических имплантатов, устанавливаемых через лунку свежеудаленного зуба. В данном случае применяется никелид титана с

модифицированным поверхностным слоем, не содержащем никеля.

3.3 Материалы с эффектом памяти в тепловой сигнализации

‒ Пожарная сигнализация.

‒ Противопожарные заслонки.

‒ Сигнальные устройства для ванн.

‒ Сетевой предохранитель (защита электрических цепей).

‒ Устройство автоматического открывания-закрывания окон в теплицах.

‒ Бойлерные баки тепловой регенерации.

‒ Пепельница с автоматическим стряхиванием пепла.

‒ Электронный контактор.

‒ Система для предотвращения выхлопа газов, содержащих пары топлива (в автомобилях).

‒ Устройство для удаления тепла из радиатора.

‒ Устройство для включения противотуманных фар.

‒ Регулятор температуры в инкубаторе.

‒ Ёмкость для мытья теплой водой.

‒ Регулирующие клапаны охлаждающих и нагревательных устройств, тепловых машин.

3.4 Другие применения материалов с эффектом памяти формы

‒ Фирма «Фокусу Боро», Япония, использует никелид титана в приводных устройствах самописцев. Входной сигнал самописца преобразуется в электрический ток, которым нагревается проволока из никелида титана. За счет удлинения и сокращения проволоки приводится в движение перо самописца. С 1972 года изготовлено несколько миллионов таких узлов (данные на конец XX века). Так как механизм привода очень прост, поломки случаются крайне редко [1].

‒ Электронная кухонная плита конвекционного типа. Для переключения вентиляции при микроволновом нагреве и нагреве циркуляционным горячим воздухом используется датчик из никелида титана.

‒ Чувствительный клапан комнатного кондиционера. Регулирует направление ветра в продувочном отверстии кондиционера, предназначенного для охлаждения и отопления.

‒ Кофеварка. Определение температуры кипения, а также для включения-выключения клапанов и переключателей.

‒ Электромагнитный кухонный комбайн. Нагрев производится вихревыми токами, возникающими на дне кастрюли под действием магнитных силовых полей. Чтобы не обжечься, появляется сигнал, который приводится в действие элементом в виде катушки из никелида титана.

‒ Электронная сушилка-хранилище. Приводит в движение заслонки при регенерации обезвоживающего вещества.

‒ Рабочие элементы приводов в узлах робототехнических систем, исполнительных устройств и механизмов, саморазворачивающихся конструкций.

‒ Приводы и исполнительные элементы устройств и механизмов, работающих в агрессивных атмосферах или в условиях опасных радиационных воздействий на организм человека (космические излучения, ядерные энергетические установки, исследовательские и промышленные ядерно-физические установки, ускорители).

‒ Элементы противоударных и вибропоглощающих систем на автотранспорте и в виброустановках.

‒ Конструкции надводных и подводных кораблей, возможно применение для обработки деталей из титановых сплавов и никелида титана, предназначенных для длительной эксплуатации в морской и речной воде (судостроение, машиностроение).

‒ Активные элементы декоративно-рекламных устройств.

‒ Изготовление разнообразного зажимного инструмента.

‒ Высокая эффективность превращения работы в тепло при мартенситных превращениях (в никелиде титана) предполагает использование таких материалов не только как высокодемпфирующих, но и в качестве рабочего тела холодильников и тепловых насосов.

‒ Свойство сверхупругости используется для создания высокоэффективных пружин и аккумуляторов механической энергии.

‒ Также используется «эффект памяти» в изготовлении ювелирных изделий. Например, украшение в виде цветка. При надевании его на шею на цепочке, лепестки цветка, прислоняясь к телу, раскрываются, обнажая спрятанный внутри драгоценный камень.

‒ «Эффект памяти» используется и иллюзионистами — например, в фокусе, в котором изогнутый гвоздь сам выпрямляется в руках фокусника или одного из зрителей.

К сожалению, пока изделия из никелид-титановых сплавов не получили широкого распространения. Это связано со сложностью металлургического производства. Всего в нескольких странах могут в промышленных масштабах получать полуфабрикаты с требуемым химическим составом и уровнем свойств. Плюс сложная технология переработки полуфабриката в изделие с гарантированными температурами срабатывания требует применения дорогостоящего оборудования и определяет высокий уровень брака. Все это приводит к высокой стоимости изделий.

Удивительные сплавы с памятью формы постепенно занимают все большее место в нашей жизни. Уже достаточно трудно представить современную стоматологию без композитных материалов на основе NiTi (те же скобы, которые вставляют детям для выпрямления зубов, спиральные эндопротезы для восстановления проходимости кровеносных сосудов, фиксаторы на позвоночник). Доставленные на орбиту в «свернутом» виде солнечные батареи разворачиваются сами на несколько десятков квадратных метров и т.д. Диапазон применения этих материалов увеличивается день ото дня и сулит еще много интересного. Можно с уверенностью сказать, что это материал будущего [3].

Чтобы получить право на применение в стране и за рубежом, сплавы должны пройти сертификацию

Комитет по медицинской этике должен дать разрешение на широкое применение материалов в клиниках страны и внести их в государственные стандарты. Однако получить “добро” авторы материала не могут. Есть причины чисто технические: хотя метод чрезвычайно эффективен, но достаточно сложен в применении. Подчас обнаруживаются недостатки, и ученым приходится их устранять.

С техническими трудностями материаловеды справились, но это ни на йоту не приблизило их к получению сертификата.

А на Западе с этим проблем нет: перспективный метод востребован рынком - он и оказывает давление на органы сертификации. Ведь операции с применением конструкций из сплавов с памятью формы, напомним, заменяют полостные. Неудивительно, что спрос на них очень высок и стоят они дорого. То же самое происходит и в нашей стране, жаль только, что больные сильно переплачивают: устройства ИМЕТ стоят приблизительно 200 долларов, а импортные аналоги в несколько раз дороже.

astm b265 astm f4911 astm f67 astm f136 astm b265 титана с памятью формы сплава пластины для промышленного использования