مادة متعددة الوظائف
المواد متعددة الوظائف Multi-function structure هي مادة مركبة. يتمثل النهج التقليدي لتطوير الهياكل في معالجة وظيفة حمل المركبات والمتطلبات الوظيفية الأخرى بشكل منفصل. ومع ذلك ، فقد تزايد الاهتمام مؤخرًا بتطوير المواد والهياكل الحاملة التي لها وظائف متكاملة غير حاملة ، مسترشدة بالاكتشافات الحديثة حول كيفية عمل النظام البيولوجي متعدد الوظائف.[1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
مقدمة
مع المواد الإنشائية التقليدية ، كان من الصعب تحقيق تحسينات متزامنة في الوظائف الهيكلية المتعددة ، ولكن الاستخدام المتزايد لـ المواد المركبة كان مدفوعًا جزئيًا باحتمال هذه التحسينات. يمكن أن تتنوع الوظائف المتعددة من الوظائف الميكانيكية إلى الكهربائية والحرارية. تشتمل المركبات الأكثر استخدامًا على مواد مصفوفة الپوليمر ، والتي عادة ما تكون موصلات ضعيفة. يمكن الحصول على موصلية معززة من خلال تعزيز المركب باستخدام أنابيب الكربون النانوية على سبيل المثال.[2][3]
الوظائف
من بين العديد من الوظائف التي يمكن الوصول إليها: الموصلية الكهربائية / الحرارية ، الاستشعار والتشغيل ، الحصول على/ تخزين الطاقة ، القدرة على المعالجة الذاتية ، التدريع الكهرومغناطيسي (EMI) وقابلية إعادة التدوير و قابلية التحلل الحيوي. انظر أيضًا المواد ذات الدرجات الوظيفية (FGM) و هي عبارة عن مواد مركبة حيث يتنوع التركيب أو البنية المجهرية محليًا بحيث يتم تحقيق اختلاف معين في خصائص المواد المحلية.[4]ومع ذلك ، يمكن تصميم FGM لوظائف وتطبيقات محددة.
العديد من التطبيقات مثل أجنحة الطائرات القابلة لإعادة التشكيل ، الألواح الديناميكية الهوائية المتغيرة للتحكم في التدفق ، عوادم المحركات الهندسية المتغيرة ، شفرة التوربينات ، تشكيل توربينات الرياح بسرعة الرياح المختلفة ، الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (مفاتيح التبديل الجزئي) ، خلايا الذاكرة الميكانيكية ، الصمامات ، مضخات الضغط الصغيرة ، موضع لوحة الاتجاه المرنة في الخلايا الشمسية ، الهندسة المعمارية المبتكرة (ألواح الشكل التكيفي للأسطح والنوافذ) ، الأجهزة الإلكترونية المرنة والقابلة للطي (البصريات المتغيرة الشكل للتركيز الفعال في الأنظمة البصرية التكيفية)
المراجع
- ^ A review of recent research on mechanics of multifunctional composite, Journal of Composite Structures 92 (2010) 2793–2810
- ^ "Sensors and actuators based on carbon nanotubes and their composite" J. Composites Science and Technology 68 (2008) 1227–1249
- ^ Challenges and opportunities in multifunctional nanocomposite structures for aerospace applications. MRS Bull 2007;32(4):324-34
- ^ O. Kolednik, Functionally Graded Materials, 2008 Archived 2010-08-20 at the Wayback Machine