Реферат “Смарт материалы”
Автор (ы)
Аффилиация
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ, студент
Научный руководитель
Аннотация
На протяжении длительного исторического периода материалы человеком скорее использовались, чем создавались. Инструменты изготавливались, а убежища строились из доступных материалов, но при этом фундаментальная природа этих материалов не изменялась.
По мере развития цивилизации возникла потребность, а затем и способность создавать материалы, которые бы удовлетворяли определенным требованиям. Так появились бронза, сталь, окрашенная ткань, керамика и т.д. Для каждого из этих материалов исходное сырье компоновалось и/или обрабатывалось таким образом, чтобы получился новый материал с особым набором необходимых свойств.
В настоящее же время можно наблюдать зарождение и развитие нового поколения материалов – «умных» материалов.
Умные материалы (термин Smart пришел из зарубежной англоязычной литературы, слово Smart имеет много значений, в том числе остроумный, находчивый) представляют собой новое поколение материалов, которые способны реагировать на атмосферное давление, температуру, изменений в химическом составе и другие параметры.
Отличительными чертами «умных» материалов являются их дополнительные функциональные возможности, которые выходят за пределы свойств, определяющихся структурой материала. Такие материалы выполняют двойную или даже тройную функцию – собственно материала с требуемыми характеристиками, датчика на внешнее воздействие и, в некоторых случаях, устройства, «запрограммированного» на определенное поведение. И всё достигается только благодаря структуре и составу этих революционных материалов.
Самое интересное, что прообразом таких материалов служат способности природных объектов, как из растительного, так и из животного мира. В качестве примера можно привести открытие-закрытие лепестков цветка в зависимости от освещённости, «эффект лотоса», листья которого не смачиваются водой, или заживление ран у людей и животных. Ясно, что если способности биологических систем развивались на протяжении тысячелетий, то они достойны изучения и, может быть, последующего копирования в инженерном контексте.
Многие материалы, которые можно отнести к «интеллектуальным», базируются на давно известных физических эффектах (например, пьезоэффект обнаружен Джоулем в 1860 г.). Также достаточно давно известны и некоторые материалы (например, термоэлектродные), широко применяющиеся в различных отраслях промышленности. Вместе с тем в ряде случаев именно интеллектуальные материалы открывают новые отрасли науки и техники, определяют принципиальную работоспособность сложнейших устройств. В частности, весьма малые перемещения зонда в сканирующем туннельном зондовом микроскопе нельзя реализовать механическими системами. Для этого используют интеллектуальные материалы, обладающие пьезоэлектрическим эффектом.
Объект исследования – смарт материалы.
Предмет исследования – подробное рассмотрение конкретных видов смарт материала.
Цель исследования – знакомство с понятием смарт материал, подробное изучение их видов, свойств и областей применения.
Содержание работы
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Конкурс, в котором автор работы принял участие:
V Международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов “ВЫСОКИЕ ЦЕЛИ”, 2022/2023
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 16.05.2023
Добавить комментарий