مشاهده مطالب مرتبط
جدیدنانو مهندسی مواد هوشمند و بنیادی و سازه ای (Mark J. Schulz)
Nanoengineering of
Structural, Functional, and Smart Materials
Mark J. Schulz, Ajit D. Kelkar
شرح:
تلاش های فناوری نانو در جهت دستکاری اتم ها، مولکول ها واندازه ذرات با روش هایی دقیق و کنترل شده و با هدف ساخت مواد با ساختاری جدید و در نتیجه خصوصیات جدید می باشد. از جهت دیگر سازه های هوشمند، موادی هستند که شرایط و محرک هایی مانند محرک های مکانیکی، گرمایی، شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی را درک می کند و به آن ها عکس العمل نشان می دهند. نانو ساختارهای مورد استفاده به عنوان مواد هوشمند، مواردی همچون نانوالیاف کربن، نانوالیاف گرافیت، نانولوله-های کربنی تک دیواره و چند دیواره، همچنین نانو الیاف پلی آمیدی را شامل می شوند. چنین نانو موادی در حال حاضر به طور گسترده در منسوجات هوشمند، مورد استفاده قرار می گیرند. نانو مواد کربنی، نقشی کلیدی در صنعت مواد هوشمند برای حسگری دارند. امروزه کاربرد عمده الیاف هوشمند در صنایع تولید پوشاک، عایق حرارتی، پزشکی و صنعت هواپیما سازی مشهود است. این مواد می توانند بسیاری از فناوری ها از جمله ارتباطات را نیز متحول نماید. حسگرها، محرک ها و واحد کنترل سه بخش معمول در نانوساختارهای هوشمند هستند. حسگر یک سیستم عصبی برای تشخیص سیگنال فراهم می کند.اگر بتوان چیدمان اتمی مواد آلی و معدنی را در حد نانومتر به طور دقیق تعریف نمود، در آن صورت ساخت مواد هوشمند امکان پذیر می شود. قابلیت کار در مقیاس نانو – یعنی سطح نهایی ظرافت – ما را به ایجاد موادی هوشمند با خواص بهتر وکارایی بیشتر از خواص مواد بزرگ مقیاس توانا می کند. حتی فناوری نانو می تواند تقلید از فرایندهای زیستی در ساخت مواد هوشمند را نیز فراهم می آورد. واضح است که مواد هوشمند از طیف بسیار گسترده ساختارها و فعالیت ها تشکیل می شوند و بسیاری از آن ها در کانون توجه قرار دارند. کنترل ابعاد مواد در حد نانومتر، انتقال انرژی در ابعاد نانو و پردازش اطلاعات را امکان پذیر می سازدبا توجه به تعریف¬های ارائه شده برای مواد هوشمند و خصوصیات منحصر به فرد مواد، می توان آنها را به دو گروه مجزا تقسیم کرد: گروه اول را اصطلاحاً “مواد هوشمند نوع اول” یا مواد کرومیک می نامند. این دسته از مواد در پاسخ به محرک های محیط خارجی (خصوصیات شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی و یا حرارتی) دچار تغییر رنگ می شوند. این تغییر رنگ ناشی از تغییر خصوصیات نوری این مواد مانند ضریب جذب (کمیتی است بیانگر قدرت یک گونه ی شیمیایی در جذب نور در یک طول موج خاص)، قابلیت بازتاب و یا شکست نور است که در نتیجه تغییر در ساختار این مواد ایجاد می شوند. گروه دوم مواد هوشمند، قابلیت تبدیل انرژی را از حالتی به حالت دیگر دارا هستند. برای مثال ترکیبات فتوولتائیک (Photovoltaic) زیر مجموعه مواد هوشمند نوع دوم هستند که انرژی نوری را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این ترکیبات امروزه به نحوی گسترده در فناوری های نوین همچون پیل های خورشیدی مورد استفاده اند.
قالب بندی:pdf
تعداد صفحات :۶۹۱
حجم :۳۵٫۱MB
دیدگاه کاربران