شنبه, ۱۵ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 4 May, 2024
مجله ویستا
مواد هوشمند نوع اول
● نانو دانش و فنون مقیاس نانو
در این نوشتار با دو دسته از مواد هوشمند نوع اول آشنا خواهیم شد که آشنایی با آنها دید مناسبی از نحوه عملکرد سایر مواد این گروه به ما خواهد داد.
۱) مواد کرومیک
یکی از جالبترین دستههای مواد هوشمند که بسیار هم مورد توجه قرار میگیرد مواد با قابلیت تغییر رنگ نام دارد. این مواد را میتوان در دستههای زیر تقسیم بندی کرد:
نکتهای که باید در ای زمینه دقت کنیم این است که در واقع تغییر رنگی که از آن نام میبریم در واقع تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب، قابلیت بازتاب و یا شکست است. در واقع چیزی که ما از رنگ میدانیم به منبع نور و طبیعت چشممان مربوط است و این تغییر رنگ در اثر یک تغییر ساختار در این مواد است. در ادامه کمی بیشتر با این مواد آشنا میشویم:
▪ مواد فتوکرومیک:
این مواد در برابر جذب انرژی تابشی تغییر در ساختار شیمیاییشان ایجاد میشود و از ساختاری با یک میزان جذب مشخص به ساختاری متفاوت با میزان جذب متفاوتی تبدیل میشوند. مولکولهای مورد استفاده در حالت غیرفعال بیرنگ هستند و وقتی در معرض فوتونهای با طول موج خاص قرار گیرند به صورت برانگیخته در میآیند و شرایط بازتاب آنها متفاوت میشود. با از میان رفتن منبع ماوراء بنفش مولکول به حالت اولیه بر میگردد. کاربرد اصلی مواد فتوکرومیک در عینکها و همچنین پنجره برخی از ساختمانهاست.
▪ مواد ترموکرومیک:
این مواد گرما را جذب کرده و تغییرات شیمیایی و یا تغییر فاز میدهند. نکته مهم این است که این تغییرات بازگشتپذیرند و با تغییرات دما دچار این تغییرات میشوند. شاید به دماسنجهایی نواری برخورد کرده باشید. در اصطلاح علمی به آنها ترمومتر گفته میشود که با گذاشتن آن بر روی بدن تغییر رنگ داده و عدد دمای بدن را نمایش میدهد و با برداشتن آن از روی بدن به حالت عادی بر میگردد.
▪ مواد مکانوکرومیک و کموکرومیک:
در مورد این دو نوع مواد دو مثال جالب وجود دارد. مواد مکانوکرومیک با تغییرات فشار و یا تغییر شکل خصوصیات بازتابی متفاوتی از خود نشان میدهند و محصولاتی از آنها تولید شده است که تحت فشار و یا کشش خاص متنی که در آنها مخفی شده نشان داده میشود. در مورد مواد کموکرومیک هم حتما با نام کاغذهای تورنسل آشنا هستید که در محیطهای بازی و اسیدی رنگهای متفاوتی از خود نشان میدهند .
▪ مواد الکتروکرومیک:
الکتروکرومیک به طور گستردهای به موادی گفته میشود که در اثر قرار گرفتن در یک جریان و یا اختلاف پتانسیل الکتریکی رنگ آنها به طور بازگشتپذیر تغییر کند. به عنوان مثال پنجرههای الکتروکرومیک به وسیله الکتریسیته روشن یا تار میشوند. این مواد از یک جزء تشکیل نشدهاند و معمولا به صورت چند لایه از مواد هستند که با یکدیگر کار میکنند.
۲) مواد با حافظه شکلی
یکی از معروفترون آلیاژهای با حافظه شکلی مادهای به نام نیتینول است که از آن به صورت سیمی استفاده میشود. در نگاه اول این سیمها همانند سیمهای معمولی به نظر میآیند که به راحتی تغییر شکل میدهند و رسانای الکتریسیته نیز هستند؛ اما در مقایسه با سیمهای معمولی فولادی و مسی بسیار گرانتر هستند. دو مشخصه در این سیمها وجود دارد که آنها را از سایر سمها متفاوت میکند:
▪ این سیمها حافظه دارند. به عنوان مثال میتوان آنها را به هر شکلی در آورد و سپس با گرم کردن آنها تا دمای بالای ۹۰ درجه سانتیگراد به حالت اولیهشان برگرداند.
▪ این نکته که شاید جالبتر هم باشد این است که میتوان این سیمها را برنامهریزی کرد تا شکل خاصی را به خاطر بسپارند! این کار به این صورت انجام میشود که شکل دلخواهمان را به سیم میدهیم و سپس سیم را به مدت تقریبی ۵ دقیقه با دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرما میدهیم یا جریان الکتریسیته را از آن عبور میدهیم. حالا میتوانیم سیم را به هر شکل دیگری درآوریم و برای برگشت آن به شکل اولیه کافی است آن را در آب داغ بیندازیم.
دسته دیگری از مواد با حافظه شکلی سیمهای ماهیچهای هستند که از آلیاژهای نیکل و تیتانیوم ساخته شدهاند و در دمای اتاق به راحتی میتوان آنها را تغییر شکل داد. نکتهای که این مواد را جذاب میکند این است که با عبور جریان الکتریسیته با نیروی خوبی (که میتوان از آن استفاده کرد) به شکل اولیه خود برمیگردند. اگر بخواهید دقیقتر بدانید باید بگوییم که این سیمها اگر تا ۸ درصد اندازه اولیهشان کشیده شوند بازهم میتوانند به حالت اولیه باز گردند اما استفادههایی که از آنها میشود تغییر طولهای در حدود ۳ تا ۵ درصد طول اولیه است. در شکلهای زیر کاربردهایی از این مواد را میبینید.
مبحث ماهیچههای مصنوعی مبحث بسیار جالبی است. پروفسور محسن شاهینپور از اساتید برجسته در این زمینه هستند که چندی پیش سمیناری را در دانشگاه امیرکبیر در این زمینه برگزار کردند.
منبع : باشگاه دانشآموزی نانو
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
چین سیستان و بلوچستان دولت انتخابات شورای نگهبان مجلس شورای اسلامی حسن روحانی جنگ دولت سیزدهم نیکا شاکرمی مجلس رهبر انقلاب
سیل ایران هواشناسی تهران شهرداری تهران باران آتش سوزی هلال احمر سازمان هواشناسی روز معلم پلیس فضای مجازی
خودرو قیمت خودرو قیمت طلا تورم مسکن بانک مرکزی حقوق بازنشستگان بازار خودرو قیمت دلار دلار ایران خودرو ارز
صدا و سیما بی بی سی مهران غفوریان تلویزیون ساواک صداوسیما موسیقی سریال سینمای ایران مسعود اسکویی دفاع مقدس
رژیم صهیونیستی اسرائیل جنگ غزه فلسطین غزه آمریکا روسیه حماس اوکراین نوار غزه انگلیس ایالات متحده آمریکا
پرسپولیس فوتبال استقلال لیگ برتر سپاهان باشگاه پرسپولیس علی خطیر باشگاه استقلال بازی تراکتور جواد نکونام لیگ قهرمانان اروپا
اپل ناسا صاعقه گوگل اینستاگرام عکاسی تلفن همراه
کبد چرب فشار خون چای