WikiDer > Умный материал
Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Ноябрь 2013) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Умные материалы, также называемые интеллектуальными или адаптивными материалами,[1][страница нужна] представляют собой материалы, которые обладают одним или несколькими свойствами, которые могут быть существенно изменены контролируемым образом внешними стимулами, такими как стресс, влага, электрический или магнитный поля, свет, температура, pH, или химические соединения. Умные материалы являются основой многих приложений, в том числе датчики и приводы, или же искусственные мышцы, особенно как электроактивные полимеры (EAP).[2][страница нужна][3][страница нужна][4][страница нужна][5][страница нужна][6][страница нужна][7][страница нужна]
Термины, используемые для описания умных материалов, включают: материал с памятью формы (SMM) и технология памяти формы (SMT).[8]
Типы
Есть несколько видов умных материалов, которые уже распространены. Вот некоторые примеры:
- Пьезоэлектрический материалы - это материалы, которые создают напряжение при приложении напряжения. Поскольку этот эффект действует и в обратном порядке, напряжение на образце вызывает напряжение внутри образца. Соответственно, конструкции из этих материалов могут изгибаться, расширяться или сжиматься при приложении напряжения.
- Сплавы с памятью формы и полимеры с памятью формы - это материалы, в которых большая деформация может быть вызвана и восстановлена за счет изменений температуры или напряжений (псевдоупругость). Эффект памяти формы возникает из-за соответственно мартенситного фазового перехода и индуцированной упругости при более высоких температурах.
- Фотоэлектрические материалы или оптоэлектроника преобразовывать свет в электрический ток.
- Электроактивные полимеры (EAP) изменяют свой объем под действием напряжения или электрического поля.
- Магнитострикционный материалы демонстрируют изменение формы под действием магнитного поля, а также изменение своей намагниченности под действием механического напряжения.
- Магнитная память формы Сплавы - это материалы, которые изменяют свою форму в ответ на значительное изменение магнитного поля.
- Умные неорганические полимеры показывая настраиваемые и отзывчивые свойства.
- pH-чувствительные полимеры представляют собой материалы, объем которых изменяется при изменении pH окружающей среды.
- Термочувствительные полимеры материалы, которые претерпевают изменения при температуре.
- Галохромный материалы - это обычно используемые материалы, которые меняют свой цвет в результате изменения кислотности. Одно из предлагаемых применений - краски, которые могут менять цвет, чтобы обозначить коррозия в металле под ними.
- Хромогенные системы изменить цвет в ответ на электрические, оптические или тепловые изменения. К ним относятся электрохромный материалы, которые меняют свой цвет или непрозрачность при приложении напряжения (например, жидкокристаллические дисплеи), термохромный материалы меняют цвет в зависимости от их температуры, и фотохромный материалы, которые меняют цвет под действием света, например, светочувствительные солнечные очки которые темнеют при воздействии яркого солнечного света.
- Феррожидкости магнитные жидкости (подверженные воздействию магнитов и магнитных полей).
- Фотомеханические материалы меняют форму под воздействием света.
- Поликапролактон (полиморф) можно формовать погружением в горячую воду.
- Самовосстанавливающиеся материалы обладают внутренней способностью восстанавливать повреждения из-за нормального использования, тем самым продлевая срок службы материала.
- Диэлектрические эластомеры (DE) - это системы интеллектуальных материалов, которые создают большие деформации (до 500%) под действием внешнего электрического поля.
- Магнитокалорические материалы представляют собой соединения, которые претерпевают обратимое изменение температуры при воздействии изменяющегося магнитного поля.
- Умные самовосстанавливающиеся покрытия заживают без вмешательства человека.[9][10]
- Термоэлектрические материалы используются для создания устройств, которые преобразовывать разницу температур в электричество и наоборот.
- Хемореактивные материалы изменить размер или объем под воздействием внешнего химического или биологического соединения.[11]
Умные материалы обладают свойствами, которые реагируют на изменения в окружающей их среде. Это означает, что одно из их свойств может быть изменено внешними условиями, такими как температура, свет, давление, электричество, напряжение, pH или химические соединения. Это изменение обратимо и может повторяться много раз. Существует множество различных интеллектуальных материалов. Каждый из них предлагает разные свойства, которые можно изменить. Некоторые материалы очень хороши и охватывают огромный диапазон масштабов.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Бенгису, Мурат; Феррара, Маринелла (2018). Движущиеся материалы: умные материалы, продуманный дизайн. Издательство Springer International. ISBN 9783319768885.
- ^ Шахинпур, Мохсен; Шнайдер, Ханс-Йорг, ред. (2007). Интеллектуальные материалы. Издательство РСК. ISBN 978-0-85404-335-4.
- ^ Шварц, Мел, изд. (2002). Энциклопедия умных материалов. Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780471177807.
- ^ Наканиши, Такаши (2011). Супрамолекулярное мягкое вещество: приложения в материалах и органической электронике. Джон Вили и сыновья. ISBN 9780470559741.
- ^ Гауденци, Паоло (2009). Умные структуры: физическое поведение, математическое моделирование и приложения. Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-470-05982-1.
- ^ Яноча, Хартмут (2007). Адаптроника и интеллектуальные конструкции: основы, материалы, дизайн и приложения (2-е, перераб.). Springer. ISBN 978-3-540-71967-0.
- ^ Шварц, Мел (2009). Умные материалы. CRC Press. ISBN 9781420043723.
- ^ Мохд Джани, Джарони; Лири, Мартин; Субик, Александар; Гибсон, Марк А. (апрель 2014 г.). «Обзор исследований, применения и возможностей сплавов с памятью формы». Материалы и дизайн. 56: 1078–1113. Дои:10.1016 / j.matdes.2013.11.084.
- ^ Татия, Пюс Д .; Hedaoo, Rahul K; Mahulikar, Pramod P .; Гите, Викас В. (16 января 2013 г.). «Новые микрокапсулы из полимочевины с использованием дендритного функционального мономера: синтез, характеристика и его использование в самовосстанавливающихся и антикоррозионных полиуретановых покрытиях». Промышленные и инженерные химические исследования. 52 (4): 1562–1570. Дои:10.1021 / ie301813a.
- ^ Chaudhari, Ashok B .; Татия, Пюс Д .; Hedaoo, Rahul K .; Кулкарни, Равиндра Д .; Гите, Викас В. (16 июля 2013 г.). «Полиуретан, полученный из полиэфирамидов масла нима для самовосстанавливающихся антикоррозионных покрытий». Промышленные и инженерные химические исследования. 52 (30): 10189–10197. Дои:10.1021 / ie401237s.
- ^ Хемореактивные материалы / стимуляция химическими и биологическими сигналами, Schneider, H.-J .; Эд :, (2015)Королевское химическое общество, Кембридж https://dx.doi.org/10.1039/97817828822420
внешняя ссылка
- Серия книг "Умные материалы", Королевское химическое общество