Uca Allahın bir lütfü: Şəkil hafizəsinə sahib olan metallar

• Təbiətdə şəkil hafizəsinə sahib olan maddə varmı?
• Metalların şəkil hafizəsi necə işləyir?
• Bu metallar hansı sahələrdə istifadə edilir və necə əldə edilir?

Zəlzələlər dünyadakı ən dağıdıcı təbii fəlakətlərdən biridir. Körpülər, binalar, yollar zəlzələnin dərəcəsinə görə dağılır, zərər görür və ya yararsız hala gəlir. Halbuki tikintilər zəlzələ əsnasında bükülüb sonra yenidən əvvəlki hallarına qayıtsalar, zəlzələnin dağıdıcı təsiri və meydana gətirdiyi itkilər böyük ölçüdə azalar. Bu düşüncənin xəyal məhsulu və sadəcə fantastik filmlərdə olduğunu demək isə böyük səhvdir. Çünki şəkil hafizəsinə sahib olan bəzi metal xammallar formaları pozulduqdan sonra yenidən əvvəlki hallarına qayıda bilirlər.

Metallardakı şəkil hafizəsinin kəşfi 1960-cı illərin əvvəllərinə təsadüf edir. Nikel-titan xammalları ilk dəfə 1962-1963-cü illərdə Naval Ordnance laboratoriyasında inkişaf etdirilmiş və NİTİNOL markasını almışdır. Bu xamalların diqqətçəkən xüsusiyyətləri gözlənilmədən kəşf edilmişdir. Xammal nümunələri üzərində dözümlülük testləri aparılmışdır. Xammala bir neçə zərbə vurduqdan sonra tədqiqatçılar nümunələri pəncərənin kənarına qoyub nahar etməyə getmişlər. Qayıtdıqları zaman zərər görən hissələrin öz-özlərini düzəltdiklərini müşahidə etmişlər. Bəşəriyyət üçün bir çox fayda verə bilən bu böyük kəşf Allahın yaratdığı hadisə nəticəsində reallaşmışdır.

Metalın əvvəlki halına qayıtma xüsusiyyəti daha yüksək temperaturlarda əldə edilən bir xüsusiyyətdir. Şəkil hafizəsinə sahib olan metal xamallar zəlzələyə dözümlü bina və körpü tikintisində əvəzedilməzdir. Çünki bu xammallar qalıcı deformasiyaya və ya ciddi zərərə məruz qalmadan enerjini dağıdıb-yayma xüsusiyyətinə sahibdirlər.

Tədqiqatçılar şəkil hafizəsinə sahib olan metal xammalların güclü hərəkət yükü qarşısında necə davranacaqlarını ölçmək üçün termodinamik və mexanik nəticələri birləşdirən bir model düzəltdilər. Bu modeli şəkil hafizəsinə sahib olan metal xammalların bar, plak və helezonik ox kimi müxtəlif birləşmələrdəki fərqli yükləmələrə qarşı necə reaksiya verdiyini analiz etmək üçün istifadə edir və zəlzələ tətbiqləri üçün optimal xarakterlərini müşahidə etməyi hədəfləyirlər.

Ən çox istifadə edilən şəkil hafizəsinə sahib olan metallar mis-sink-alüminium-nikel, mis-alüminium-nikel və ya nikel-titandır. Ən çox istifadə olunan isə yüz faizlik atomun 50/50 nisbətində nikel ve titandan ibarət olan maddədir. Xammaldan hazırlanmış əşyaların vəziyyətinə görə şəkil hafizəsinə sahib olan materialdan hər hansı bir əşyaya çəkmə, basma və ya burma şəklində 6-7 %-lik bir forma dəyişikliyi verdikdən sonra çox yüksək temperaturda qızıdırılarsa, bu əşya əvvəlki formasına geri qayıdar və qayıtmaması üçün tədbir görülsə, 70 kq/mm² -ə çatan gərilmə meydana gələ bilər.

Şəkil hafizəsinə sahib olan metallardan bina və körpülərdə mil yataqları, kolon və tirlər arasındakı əlaqədə istifadə edilir. Lakin bu cür materialların istifadəsindən əvvəl artıq və ya təkrarlanan yüklərin təsiri ətraflı şəkildə araşdırılır.

Şəkil hafizəsinə sahib olan metallardan makina, elektronika, kimya kimi sənaye sahələrində əlaqə materialı, sızdırmalıq material, məngənə, elektrik açarı kimi müxtəlif formalarda istifadə edilməyə başlanıb. Şəkil hafizəsinə sahib olan metalların həyatımızdakı yeri getdikcə artır.

Uca Allah insanlara dünyada bir çox nemət bəxş etmişdir. Şəkil hafizəsinə sahib olan metallar da bunlardan biridir. Metallardakı bu xüsusiyyət gündəlik həyatı asanlaşdıran bir çox texnologiya məhsulunun inkişaf etdirilməsinə zəmin yaratmışdır. Bunlardan bəziləri aşağıdakılardır:

• Açıq ürək əməliyyatları və sinir sistemi cərrahiyyəsində istifadə edilən əşyalar.
• Qan damarlarına yerləşdirilərək trombların tutulması vəzifəsini görən vəsaitlər.
• Çox böyük deformasiyalara belə dözümlü olan və əvvəlki halına qayıdaraq zərər görməyən super elastik eynək çərçivələri.
• Dişlərin estetik görünüşündəki deformasiyaları düzəltmək üçün istifadə edilən qövslü tellər.
• Yanğın zamanı, yanıcı və zəhərli qazların çıxışını bağlayacaq şəkildə istehsal edilmiş təhlükəsizlik valfları.
• Şəkil hafizəsinə sahib olan metalların istifadə edilmə sahələrindən biri də qan damarlarıdır. Qan damarlarına yerləşdirilən filtrlər trombların tutulmasını təmin edərək insanı həyati təhlükələrdən qoruyur. Bu proses üçün nikel-titan xammalından ibarət olan teldən emal edilmiş filtr damarın içinə salınmadan əvvəl düz bir tel halına gətirilir. Tel damarın içinə yerləşdirildikdən sonra bədən temperaturu ilə hərəkətə keçərək filtr funksiyasını təmin edən orijinal formasına qayıdır və venalardan keçən trombları tutur. Şübhəsiz, filtrlərin xam maddəsinin yüksək temperatur vasitəsilə şəkil hafizəsindən faydalanması Rəbbimizin insanlara bəxş etdiyi nemətlərdən yanlız biridir.
• 

Binalar, müxtəlif modellərdə maşınlar, təyyarələr, körpülər, qatar yolları, göydələnlər və digər texnologiya məhsullarında istifadə edilə bilən şəkil hafizəsinə sahib olan metallar yoxdan yaradan və bənzərsiz yaratma gücünə sahib olan Rəbbimizin ucalığını və qüdrətini göstərən nümunələrdən yanlız bir neçəsidir. Baxdığınız hər yerdə, hər detalda Uca Allahın qüsursuz yaratma sənətinin dəlillərinə rast gəlirsiniz. Canlı-cansız hər maddə bizə Onun böyüklüyünü və üzərimizdəki nemətini xatırladır. Allahı ucaldaraq təsbih etməyimizə və Ona şükür etməyimizə vəsilə olur.

Şəkil hafizəsi fizikada bəzi metal xammalların formaları pozulduqdan sonra yenidən orijinal hallarına qayıtmasına deyilir. Bu möcüzəvi xüsusiyyət metal qızdırılanda və ya daha yüksək temperaturun olduğu mühitlərdə meydana gəlir. Belə ki, hörümçəklər istehsal etdikləri şəkil hafizəli iplikləri bu işi hər hansı bir xarici müdaxiləyə ehtiyac duymadan rahatlıqla edirlər.

Təbiətdə heç bir təsirə məruz qalmadan əvvəlki formasını qazana bilən yeganə maddə olan hörümçək ipliyi hörümçəyin bədənindəki 6 fərqli kisədən ifraz olunur. Elm adamları ipliyin möhkəmliyini müəyyən etmək üçün Araneau diadematus hörümçəyi ilə eyni ağırlıqda kiçik bir cismi 90 dərəcəlik bucaq altında üç fərqli maddədən meydana gəlmiş ipliklərə bağlayaraq, bu cisimləri fırladıblar. Beləliklə, ipliyin orijinal vəziyyətinə neçə dəqiqəyə qayıtmasını müşahidə edərək belə bir nəticəyə gəliblər:

• Güllə keçirməyən qoruyucuların hazırlanmasında istifadə edilən kevlar polimer ipliyi kifayət qədər elastik olsa da, fırlanmanın təsirini çox az azalda bilmişdir.
• Mis ipliyin ilk vəziyyətinə qayıtması çətin olub, bir neçə fırlanmadan sonra qırılacaq hala gəlmişdir.
• Araneus diadematus hörümçəyinin ipəyi isə çox qısa müddətdə əvvəlki halına qayıdıb.

Hündür bir yerdən iplə enməyə çalışan insan düşünək. Enmə əsnasında ip daim əyilib bükülərək sağa-sola dönəcək və insana bir çox çətinlik yaşadacaq. Lakin belə bir vəziyyət hörümçəklər üçün yaşanmır. Hörümçək torunu əmələ gətirən ipliklər həşəratın ipin ucundan aşağı doğru sürüşərkən çətinlik çəkməsinə mane olur. Beləliklə, hörümçək sabit bir formada səssizcə aşağı enir. Hörümçəyə bu imkanı verən ipliyin şəkil hafizəsinə sahib olmasıdır.

Uca Rəbbimiz digər ipliklərdən daha möhkəm və elastik olan hörümçək ipliyini ona şəkil hafizəsini qazandıran bənzərsiz bir molekulyar quruluşla birlikdə yaratmışdır. Hörümçək  ipliyini meydana gətirən zülalların molekulyar quruluşu kompleks şəkildə bir-birinin içinə keçir. Elə bu molekulyar quruluş ipliyi fırlanmağa qarşı dözümlü hala gətirir. Burulma və ya bükülmə qüvvəsini süngər kimi çəkir, bükülmədən sonra rahatlama qabiliyyəti göstərərək ilk formasını qazanmasını təmin edir. Beləliklə, ipin ucunda olan ağırlıq burulma təsirinə məruz qalaraq sürətli şəkildə sağa-sola fırlanmır.

Allah dünyanı insanın həyatı üçün yaratmış, dünyadakı varlıqları insan üçün əmrə hazır qılmış və onu cürbəcür nemətlərlə zənginləşdirmişdir. Quran ayələrində Rəbbimiz belə buyurur:

Əlinizə bir kağız götürün və onu bükərək top halına gətirin. Sonra da əlinizdən buraxın. Buraxdığınız kağız bir müddətdən sonra az da olsa açılacaq, lakin əvvəlki halına qayıtmayacaq və tamamilə qırışsız olmayacaq. Ancaq təbiətdə büküldüyü, qırışdığı halda yenidən əvvəlki halına qayıdan bir maddə var. Üstəlik, insanların yüksək temperaturdan istifadə etmədən istehsal edə bilmədikləri bu prosesi heç bir xarici müdaxiləyə ehtiyac duymadan edənlər boyları bir neçə sm.-i keçməyən hörümçəklərdir.