0:00

4:46

Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

TED-Ed·4:46·Technology·B2

Chương · 4

Chương 1·Atoms and Shape Memory Alloys

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:15

Today, we're talking about weird materials that we use in space, in robots, and in your mouth.

Hôm nay, chúng ta sẽ nói về những vật liệu kỳ lạ mà chúng ta sử dụng ngoài không gian, trong robot và ngay trong miệng của bạn.

0:22

I'm talking about shape memory alloys.

Tôi đang nói về hợp kim nhớ hình.

0:24

Like the name says, these are metals that remember different shapes.

Đúng như tên gọi của chúng, đây là những kim loại có thể ghi nhớ các hình dạng khác nhau.

0:29

To understand how these metals work, we've got to talk about atoms and organizing.

Để hiểu cách những kim loại này hoạt động, chúng ta phải nói về các nguyên tử và cách chúng sắp xếp.

0:34

Let's talk about atoms first.

Trước hết hãy cùng nói về các nguyên tử.

0:37

Atoms are tiny bits of matter that you cannot see with your eye.

Nguyên tử là những mẩu vật chất cực nhỏ mà bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

0:40

Yet, they make up everything in our world, from the chair that you're sitting on to your cell phone.

Thế nhưng, chúng tạo nên mọi thứ trong thế giới của chúng ta, từ chiếc ghế bạn đang ngồi cho đến chiếc điện thoại di động của bạn.

0:46

Atoms have some surprising ways of behaving, too.

Các nguyên tử cũng có một số cách hành xử rất đáng ngạc nhiên.

0:49

We'll talk about that shortly.

Chúng ta sẽ sớm bàn về điều đó.

0:51

Now, how big is an atom?

Bây giờ, một nguyên tử lớn cỡ nào?

0:54

Well, imagine pulling one of your hairs out of your head and whittling it like a stick 100,000 times.

Hãy tưởng tượng bạn nhổ một sợi tóc trên đầu và gọt mỏng nó như một cái que 100.000 lần.

0:59

One of those shavings would be the width of an atom.

Một trong những lát gọt mỏng đó sẽ có độ dày bằng bề rộng của một nguyên tử.

1:03

They're that small.

Chúng nhỏ bé đến mức như vậy đấy.

1:05

Now, let's talk about atoms and organizing.

Bây giờ, chúng ta hãy nói về các nguyên tử và sự sắp xếp.

1:08

You may not know this, but atoms arrange themselves similar to the way we humans arrange ourselves.

Có thể bạn chưa biết điều này, nhưng các nguyên tử tự sắp xếp tương tự như cách con người chúng ta sắp xếp.

1:14

Sometimes they sit in rows, like we do on a bus or an airplane.

Đôi khi chúng ngồi theo hàng lối, giống như chúng ta ngồi trên xe buýt hoặc máy bay.

1:19

We call that seating arrangement a phase.

Chúng ta gọi cách sắp xếp chỗ ngồi đó là một pha.

1:22

Other times they sit diagonal from each other, sort of like seats in a movie theater or sports stadium.

Những lúc khác chúng lại ngồi chéo nhau, tương tự như các hàng ghế trong rạp chiếu phim hoặc sân vận động thể thao.

1:28

This is another phase.

Đây là một pha khác.

1:30

When atoms move from one seating to another, this is called a phase change.

Khi các nguyên tử dịch chuyển từ cách ngồi này sang cách ngồi khác, hiện tượng này được gọi là sự chuyển pha.

1:35

Phase changes are all around us.

Sự chuyển pha diễn ra ở khắp xung quanh chúng ta.

1:38

You may already know about water's phases, solid, liquid, and gas.

Có thể bạn đã biết về các pha của nước: rắn, lỏng và khí.

1:43

Many other materials have phases like that, too.

Nhiều vật liệu khác cũng có các pha tương tự như vậy.

1:46

Some of them have several solid phases.

Một số vật liệu thậm chí có nhiều pha rắn khác nhau.

1:49

Okay, back to those shape memory alloys we mentioned before.

Được rồi, hãy quay trở lại với những hợp kim nhớ hình mà chúng ta đã đề cập trước đó.

1:52

When we say that the metals remember their different shapes, what we're really saying is they remember different seating arrangements of atoms.

Khi chúng ta nói rằng kim loại ghi nhớ các hình dạng khác nhau của chúng, điều chúng ta thực sự muốn nói là chúng ghi nhớ những cách sắp xếp chỗ ngồi khác nhau của các nguyên tử.

2:00

When the atoms rearrange, the metal moves from one shape to another.

Khi các nguyên tử tái sắp xếp, kim loại sẽ chuyển từ hình dạng này sang hình dạng khác.

2:05

Let's look at a phase change in action.

Hãy cùng quan sát sự chuyển pha trong thực tế.

2:08

Here I have a metal wire that is made out of nickel and titanium.

Ở đây tôi có một sợi dây kim loại được làm từ niken và titan.

2:12

This metal wire is a shape memory alloy and I'm going to make it switch between its different shapes using heat from a lighter.

Sợi dây kim loại này là hợp kim nhớ hình, và tôi sẽ khiến nó hoán đổi giữa các hình dạng khác nhau bằng cách sử dụng nhiệt từ một chiếc bật lửa.

2:19

Watch this.

Hãy xem này.

2:20

I'm going to wrap this wire around my finger and then heat it.

Tôi sẽ quấn sợi dây này quanh ngón tay của mình rồi sau đó đốt nóng nó.

2:27

Amazing.

Thật kinh ngạc.

2:28

That wire returns to a straight line when I heat it.

Sợi dây đó trở lại thành một đường thẳng khi tôi đốt nóng nó.

2:31

Let's try that again.

Chúng ta hãy thử lại điều đó một lần nữa.

2:32

I'm going to wrap it around my finger and heat it.

Tôi sẽ quấn nó quanh ngón tay của mình và đốt nóng nó.

2:37

Yep, that's still amazing.

Đúng vậy, điều đó vẫn thật kỳ diệu.

2:38

Not only is it amazing, this is weird because metals generally don't do that.

Không chỉ tuyệt vời, điều này còn rất kỳ lạ vì kim loại nói chung không làm như vậy.

2:43

Here's a paperclip.

Đây là một chiếc kẹp giấy.

2:44

When I heat it, I get nothing.

Khi tôi đốt nóng nó, chẳng có gì xảy ra cả.

2:48

What we're seeing is the shape memory wire changing phases when it gets hot.

Những gì chúng ta đang thấy là sợi dây nhớ hình đang chuyển pha khi nóng lên.

2:52

When the wire is cold, atoms are in a diagonal arrangement like the movie theater seating we talked about before.

Khi sợi dây ở trạng thái nguội, các nguyên tử nằm theo sự sắp xếp đường chéo giống như chỗ ngồi trong rạp chiếu phim mà chúng ta đã nói trước đó.

2:59

We call this a monoclinic arrangement and scientists will call this phase martensite.

Chúng ta gọi đây là cách sắp xếp đơn tà và các nhà khoa học gọi pha này là martensite.

3:05

When I heated up the wire, the atoms moved into columns like airplane seating.

Khi tôi nung nóng sợi dây, các nguyên tử dịch chuyển thành các cột giống như chỗ ngồi trên máy bay.

3:09

This is a cubic arrangement.

Đây là sự sắp xếp dạng lập phương.

3:11

Scientists will call this phase austenite.

Các nhà khoa học gọi pha này là austenite.

3:15

So, when we added the heat, the atoms shifted positions seamlessly and they'll do this forever.

Vì vậy, khi chúng ta cấp nhiệt, các nguyên tử đã chuyển đổi vị trí một cách liền mạch và chúng sẽ làm điều này mãi mãi.

3:21

They have this coordinated motion just like members of a tireless marching band.

Chúng có chuyển động phối hợp nhịp nhàng hệt như các thành viên của một ban nhạc diễu hành không biết mệt mỏi.

3:25

Each makes a small shift, but all together those small shifts create a totally different pattern.

Mỗi nguyên tử thực hiện một chuyển dịch nhỏ, nhưng kết hợp lại tất cả những thay đổi nhỏ đó tạo ra một mô hình hoàn toàn khác biệt.

3:31

So, that's pretty cool, but where do we use these materials?

Vậy thì điều đó khá tuyệt vời, nhưng chúng ta sử dụng những vật liệu này ở đâu?

3:35

Well, if you look in the sky tonight, shape memory alloys are at work on Mars.

Chà, nếu bạn nhìn lên bầu trời tối nay, các hợp kim nhớ hình đang hoạt động trên Sao Hỏa.

3:40

They're used to move panels on the Mars rover so that it can study the environment.

Chúng được sử dụng để di chuyển các tấm pin trên xe tự hành Sao Hỏa để nó có thể nghiên cứu môi trường.

3:45

Like our metal straightened when it was heated, the metals holding the panels will move when electrically heated.

Giống như kim loại của chúng ta duỗi thẳng khi được đốt nóng, các thanh kim loại giữ những tấm pin sẽ chuyển động khi được nung bằng điện.

3:51

When we stop heating the shape memory metal, the panel will return back due to an opposing spring.

Khi chúng ta ngừng cấp nhiệt cho kim loại nhớ hình, tấm pin sẽ trở về vị trí cũ nhờ một lò xo đối ứng.

3:57

Back on Earth, shape memory alloys are used to open up clogged arteries as stents, which are small collapsible springs that force open passages.

Trở lại Trái Đất, hợp kim nhớ hình được sử dụng để nong các động mạch bị tắc dưới dạng stent, đó là những chiếc lò xo nhỏ có thể thu gọn để nong rộng các lối thông dẫn máu.

4:06

Shape memory alloys are also used to move robots, toy butterflies, teeth in braces, and for a perfect fit every time, shape memory wires are used as underwires in bras.

Hợp kim nhớ hình cũng được sử dụng để điều khiển chuyển động của robot, bướm đồ chơi, dịch chuyển răng trong niềng răng, và để tạo sự vừa vặn hoàn hảo mọi lúc, dây nhớ hình được dùng làm gọng trong áo lót.

4:18

Now you know Victoria's Secret.

Giờ thì bạn đã biết bí mật của Victoria rồi đấy.

4:20

By popping a bra into the dryer, it'll be brand new every time.

Bằng cách cho áo lót vào máy sấy, nó sẽ như mới tinh sau mỗi lần sấy.

4:24

So whether it's on Mars or in your mouth, small atomic movements can create huge changes.

Vì vậy, dù là trên Sao Hỏa hay ngay trong miệng bạn, những chuyển động nguyên tử nhỏ bé đều có thể tạo ra những thay đổi khổng lồ.

4:30

And understanding the way atoms behave allows us to make materials that make our world a better place.

Và việc thấu hiểu cách thức các nguyên tử vận hành cho phép chúng ta chế tạo những vật liệu giúp thế giới của chúng ta trở nên tốt đẹp hơn.

Transcript

Hiển thị

Atoms and Shape Memory Alloys

Ainissa Ramirez introduces shape memory alloys as unique metallic materials capable of recovering predefined physical configurations. Understanding the macro-level mechanical properties of these metals requires examining microscopic atomic dimensions and fundamental particulate behavior.

Ainissa Ramirez giới thiệu hợp kim nhớ hình như những vật liệu kim loại độc đáo có khả năng khôi phục lại các hình dạng vật lý đã định trước. Việc tìm hiểu các đặc tính cơ học ở cấp độ vĩ mô của những kim loại này đòi hỏi phải nghiên cứu kích thước nguyên tử siêu vi và hành vi cơ bản của các hạt.

Today, we're talking about weird materials that we use in space, in robots, and in your mouth.

Hôm nay, chúng ta sẽ nói về những vật liệu kỳ lạ mà chúng ta sử dụng ngoài không gian, trong robot và ngay trong miệng của bạn.

I'm talking about shape memory alloys.

Tôi đang nói về hợp kim nhớ hình.

Like the name says, these are metals that remember different shapes.

Đúng như tên gọi của chúng, đây là những kim loại có thể ghi nhớ các hình dạng khác nhau.

To understand how these metals work, we've got to talk about atoms and organizing.

Để hiểu cách những kim loại này hoạt động, chúng ta phải nói về các nguyên tử và cách chúng sắp xếp.

Let's talk about atoms first.

Trước hết hãy cùng nói về các nguyên tử.

Atoms are tiny bits of matter that you cannot see with your eye.

Nguyên tử là những mẩu vật chất cực nhỏ mà bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Yet, they make up everything in our world, from the chair that you're sitting on to your cell phone.

Thế nhưng, chúng tạo nên mọi thứ trong thế giới của chúng ta, từ chiếc ghế bạn đang ngồi cho đến chiếc điện thoại di động của bạn.

Atoms have some surprising ways of behaving, too.

Các nguyên tử cũng có một số cách hành xử rất đáng ngạc nhiên.

We'll talk about that shortly.

Chúng ta sẽ sớm bàn về điều đó.

Now, how big is an atom?

Bây giờ, một nguyên tử lớn cỡ nào?

Well, imagine pulling one of your hairs out of your head and whittling it like a stick 100,000 times.

Hãy tưởng tượng bạn nhổ một sợi tóc trên đầu và gọt mỏng nó như một cái que 100.000 lần.

One of those shavings would be the width of an atom.

Một trong những lát gọt mỏng đó sẽ có độ dày bằng bề rộng của một nguyên tử.

They're that small.

Chúng nhỏ bé đến mức như vậy đấy.

1 / 4