معرفی و تقسیم‌بندی پلیمرهای هوشمند
مواد هوشمند در آینده ایی نچندان دور بازار خوبی را به خود اختصاص خواهند داد و با توجه به خواص خوبی که از خود نشان میدهند، کاربردهای زیادی در آینده پیدا خواهند کرد. مطلب زیر که به معرفی پلیمرهای هوشمند پرداخته است، توسط دکتر هاشمی مدیرعامل شرکت گسترش مواد پیشرفته (وابسته به سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران) به شبکه ارسال گردیده است:
هوشمندی در مواد، خاصیتی است که مختص به گروه خاصی نبوده و در اغلب گروههای مواد دیده میشود. پلیمرها نیز از این قضیه مستنثنا نیستند و در برابر محرکهای مختلف مثل دما، میدانهای الکتریکی و میدانهای مغناطیسی، عکس‌العملهای متفاوتی از خود نشان میدهند. این پلیمرها به گروههای مختلفی تقسیم می‌شوند و دارای خواص و کاربردهای متفاوتی می‌باشند. در ذیل به معرفی، تقسیم‌بندی، کاربردها و بازار این مواد به طور مختصر اشاره شده است:
مکانیزم هوشمندی در این مواد، عکس‌العمل در برابر تحریکات الکتریکی خارجی است. این عکس‌العمل، تغییر در ابعاد و هندسه ماده را شامل می شود.
این پلیمرها که در سال 1990 شناخته شده اند، کاربردهای زیادی در پزشکی، صنعت و مهندسی عمران دارند. این پلیمرها به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند:
الف) پلیمرهای فعال الکتریکی الکترونیکی که به منظور حفظ تغییر مکان ایجاد شده و در اثر اعمال ولتاژ DC مورد استفاده قرار می‌گیرند و کاربردهای زیادی در رباتها دارند. این دسته خود از جنبه کاربردی به دو گروه تقسیم میشود که عبارتند از: گروهی که در حسگری خود از رسانایی و هدایت الکتریکی بهره می‌برند و گروهی که از فعالیت الکتریکی خود در اثر تحریک خارجی به عنوان محرک استفاده می‌کنند. کاربردهای این پلیمرها در صنایع مختلفی است که میتوان از جمله آنها مواد الکترواستاتیک در لباسهای ضد الکتریسیته، چسب‌های رسانا، حفاظ‌های الکتریکی و مغناطیسی، تخته‌های مدار چاپی الکترونیکی، رشته‌های اعصاب مصنوعی، سازه‌های هواپیما و پیزوسرامیکها را نام برد.
ب) پلیمرهای فعال الکتریکییونی هستند که در غشاهای مبادله گر یونی، محرکهای الکترومکانیکی، سنسورهای حرارتی- شیمیایی، الکترولیتهای جامد، باطری‌های قابل شارژ و سیستم‌های رهایش دارو در پزشکی کاربرد دارند. پلیمرهای فعال الکتریکی به عنوان دیاالکتریک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان نمونه پلیمرهای که دارای سفتی (Stiffness) و ثابت دیاالکتریک بالا می‌باشند، در محرکهای(Actuator) با کرنش بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند که به طور نمونه در پیزوالکتریکها کاربرد دارند.
قابل ذکر است که الاستومرهای بلور مایع، الاستومرهای الکتروویسکوالاستیک، پلیمرهای فروالکتریک، نانولوله‌های کربن و پلیمرهای رسانا که بعنوان شناساگرهای گازهای سمی (حسگرهای یونی) در پالایشگاهها و صنایع نظامی کاربرد دارند، نیز در این گروه قرار می‌گیرند.
در این نوع از پلیمرهای هوشمند، با تغییر میدان مغناطیسی، ویسکوزیتة آنها تغییر می‌کند و عملکرد آنها مشابه سیالات الکتریکی رئولوژیکی میباشد.
این سیالات اساس پلیمری دارند و در برابر میدان الکتریکی از خود تغییر ویسکوزیته نشان میدهند که میتوان با این تغییر ابعاد را تحت تاثیر قرار داد. به طور مثال این مواد در کمک فنرهای خودرو در خودروهای جدید کاربرد دارند و با تغییر جریان میتوان ارتفاع خودرو را تنظیم نمود.
این نوع پلیمرها در راه‌سازی، پل‌سازی و صنعت ساختمان نیز استفاده میشود و امروزه در تکیه‌گاه خیلی از پل‌ها خصوصاً پل‌های معلق از این مواد استفاه میشود.
سیالات ERF دارای سه نوع مثبت، منفی و مواد نوری الکتریکی هستند. اگر با اعمال میدان الکتریکی، ویسکوزیته افزایش یابد ERF مثبت است، اگر با افزایش میدان الکتریکی ویسکوزیته کاهش یابد ERF منفی است و اگر با تاباندن اشعه ماوراء بنفش ویسکوزیته تغییر کند ERF از نوع نوری و الکتریکی میباشد.
با تغییر در زنجیره پلیمرها میتوان ژلها را ساخت که این کار با تعویض بعضی از مونومرهای زنجیره با مواد شیمیایی صورت می‌گیرد. تفاوت اصلی ژلها با پلیمرها سازگاری شیمیایی و ترمودینامیکی آنها با حلال‌ها میباشد و نیز خاصیت رطوبت‌گیری که در آنها وجود دارد.
ژلها براساس ویژگی‌هایی نظیر طبیعت گروههای تشکیل دهنده، خواص مکانیکی، ویژگی‌های ساختاری و شکل شبکه تقسیم‌بندی می‌شوند و در برابر محرکهای مختلف فیزیکی و شیمیایی نظیر دما، میدان الکتریکی و مغناطیسی، نور، فشار و PH، از خود عکس‌العمل نشان میدهند و در صنایع دفاعی، زیستی، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شتاب سنج ها کاربرد های مختلفی از جمله موارد زیر دارند:
1- حس کردن شتاب های استاتیکی ( گرانش) و دینامیکی (ایستادن و یا حرکت ناگهانی)
2- تعیین زاویه ی سطوح شیب دار
3- برای حس کردن سقوط آزاد در هارد درایو ها: در هارد درایو ها برای جلوگیری از پاک شدن اطلاعات استفاده شده است، به این صورت که اگر هارد درایو در موقعیت سقوط آزاد قرار گیرد، خودش خاموش می شود تا اطلاعات از هارد پاک نشود.
برنامه های هفته ی پژوهش در سال 1397 :
1- آغاز برنامه ی همنشینی با کارآفرینان
2- برگزاری نمایشگاه تعامل با صنعت (با همکاری دانشگاه کاشان)
3- سمینار معرفی پژوهشکده شهید شاطری و سازمان علمی پژوهشی و فناوری بسیج
4- گفت و گو با شرکت های حاضر در نمایشگاه تعامل با صنعت
5- امضای تفاهمنامه مابین پژوهشکده شهید شاطری و سازمان علمی پژوهشی و فناوری بسیج
از تمام اعضای پژوهشکده تقدیر و تشکر می کنیم.
چرا اگر زیاد انفاق کنیم، وضع ما بهتر می شود؟
مهندسان برق برای انتقال انرژی برق از یک نیروگاه، یک منبع انرژی، به هزاران خانه ای که نیازمند انرژی هستند، به دنبال استفاده از سیم هایی هستند که مقاومت کمتری داشته باشند. سیم هایی که مقدار انرژی کمتری را جذب خود کنند و اجازه دهند انرژی بیشتری به خانه ها برسد. البته بافتن سیمی که اصلاً انرژی را جذب خود نکند بسیار سخت است، چراکه اگر از دیدگاه میکروسکوپیک بررسی کنیم سیم برای انجام وظیفه ی خود ( که همان انتقال انرژی است) به جذب انرژی نیاز دارد.
خداوند نیز برای انتقال نعمت های مادی خود به میلیارد ها انسانی که به این نعمت ها نیاز دارند، دنبال انسان هایی است که صرفاً به اندازه ای که جهت رساندن نعمت های مادی به سایر انسان ها لازم است، از نعمت های مادی خداوند استفاده می کنند.
برای مثال حضرت امام علی (ع) (کسی که صاحب اموال بسیاری بود) آنقدر که لازم بود غذا میل می کردند. اغلب غذا ها را به سایر مردم هدیه می دادند.
درباره این سایت