1 Dip. di Fisica UniMoRe - Progetto Lauree Scientifiche – NanoLab Università degli Studi di Modena e Reggio E. Metalli a memoria di forma NanoLab: le nanoscienze in laboratorio. Corso di aggiornamento teorico-pratico su nanoscienze e nanotecnologie per docenti di materie scientifiche

2 Dove e quando? Transizioni di fase Struttura atomica cristalli Dilatazione termica Inquiry based science Resistenza Termodinamica Nanoscienze nanotecnologie

3 Transizione di fase Il NiTinolo ha 2 strutture cristalline La maggior parte dei solidi ne ha 1 sola. Il passaggio da una struttura all'altra è una transizione di fase allo stato solido Strutture cristalline diverse = proprietà macroscopiche molto diverse (es. diamante /grafite) Suono (Audacity free software) Resistenza … Flessibilita, deformabilita Dimensioni, Volume assoluto Immediata, non isotermica Temperature di transizione: sono degli intervalli

4 Transizioni di fase 1. riscaldo con massa 2. rimuovo massa 3. raffreddo 4. applico massa

Temperatura + sforzo mecc. meccanico Esperimento A La massa e sempre applicata

6 Lapparato sperimentale Temp Tensione Resistenza Corrente Lunghezza in scala Tempo Si ricavano Lunghezza reale molla Allungamento Allungamento percentuale Allungamento-temperatura Velocita di contrazione Temperatura-tempo Resistenza (circuito chiuso) ………. Coeff. dilataz. Termica Niti Efficienza: Pout/Pin Problema: 1.Molte variabili da controllare 2. Allungamenti in fase di contrazione Soluzione: foto in autoscatto o video Massa

Isteresi Lunghezza/Temp Riscaldamento/contrazione 1 fotogramma al sec

Con le foto e' possibile monitorare tantissime variabili contemporaneamente e cercare relazioni significative tra le stesse... La temperatura sale progressivamente all'incirca dal terzo valore (la molla non è ancora in allungamento. Lo sarà dal 5° valore) La corrente cresce inizialmente poi si stabilizza (l'operatore non tocca più la manopola dal 9° valore) c'è una lieve tendenza ad abbassarsi La resistenza parte da un valore inizialmente alto poi si abbassa bruscamente e cresce molto lentamente si stabilizza con una lieve tendenza alla crescita. Correlazioni …

I min di attivazione/massa Esperimento B - La temperatura di transizione dipende fortemente dallo sforzo meccanico applicato

Muscle wire 1 Variando la base del triangolo attuatore varia la forza applicata dal filo in contrazione.

Muscle wire 1 Diametro e dimensioni Misura del diametro di un capello Un po di trigonometria: Ricavarsi F lineare del filo %F = F w* Sin(Arctan((2H)/B))) Un po di progettazione: Dato filo di L e F determinare B Per ottenere un certo spostamento E alpha

Muscle wire 2 Leve … piccolo spostamento …amplificato!