موضوع : مواد هوشمند و مواد حافظه دار
توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد
چکیده
براي رفاه اقتصادي كشور از آنجايي كه هزينه ايجاد زيرساختهاي شهري بخش اصلي ثروت ملي را تشكيل مي دهد ، توسعه مواد ساختماني و سيستمهاي با راندمان بالا ، كم هزينه و با دوام مهم است . تحقيق و پژوهش درباره مواد هوشمند مي تواند قسمتي از مسائل و مشكلات زيرساختهاي شهري را حل نمايد . فناوريهاي نوين هوا فضا ، پزشكي و مهندسي عمران و شهرسازي در آينده بطور قطع تاثير زيادي از مواد هوشمند خواهند گرفت . آلياژهاي حافظه دار يكي از اين مواد هستند كه با قابليتهاي بي نظير خود، فصل جديدي را در صنايع مختلف از جمله در مواد ساختماني و تاسيسات شهري گشوده اند.
مقدمه
عصر دانش؛ پيش به سوي انقلاب صنعتي دوم
نوترديدي نيست كه اصلي‌ترين عامل تعيين كنندة پيشرفت وتوسعة جامعه در شرايط متحول كنوني جهان، مسأله چگونگي برخورداري از دانش، آموزش و پژوهش و وضعيت نيروي انساني كارآمد است. در تحولات شتابان امروز جهان، نقش مزيت بخشي همة عوامل طبيعي، اقتصادي و استراتژيك جاي خود را به سرعت به ميزان بهره‌مندي از علوم و فنون مي‌دهد و در حال حاضر، برتري رقابتي يك كشور، بيش از آنكه به منابع طبيعي به ارث رسيده يا ظرفيت موجود صنعتي متكي باشد به " مزيت رقابتي تكنولوژيك " كشور وابسته است كه تجلي آن را مي‌توان در عرضة محصولاتي‌نو، با كيفيت، دوام و با قيمتي ارزان مشاهده نمود.
اين تأثير البته حالت تعاملي و متقابل دارد بدين صورت كه با توسعه بيشتر جامعه يعني با افزايش ميزان آگاهي، خردمندي و توسعه انساني و بيشتر شدن اعتماد متقابل، بسط عدالت اقتصادي، اجتماعي و تسهيل تطابق انسان با محيط و به طور اخص رفع نيازهاي زندگي، رفع موانع اداري و مالي، رفع محدوديت بودجه وگرفتاريهاي آموزشي، رفع تنگناهاي فيزيكي، بسط آزادي ومشاركت همگاني، زمينه براي گسترش مؤسسات آموزشي و پژوهشي، افزايش تعداد محققان و بهبود كمي و كيفي توليدات علمي نيز بيشتر فراهم مي‌شود. اين امر در بعد نظري انسانها را آگاهتر و در بعد عملي آنها را در تعيين سرنوشت خويش تواناتر مي‌سازد و اين خود به توسعه اجتماعي- انساني بيشتر كمك مي‌كند. اصولاً نظامهاي معاصر توليد به فرآيند نوآوري تكنولوژيك، كه به علت رقابت و تقسيم شدن بازارهاي جهاني تسريع شده، وابسته است. از اينرو خصيصة اصلي سرمايه گذاريهاي نوين، ديگرتقسيم تكنيكي نيروي كار يا توليد انبوه نيست بلكه فرآيند مداوم " نوآوري تكنولوژيك " است كه از روشهاي" توليد انعطاف پذير" بدست مي‌آيد و تقاضا براي آن پيشرفت علم را باعث مي‌شود. لذا توسعه آتي به پيشرفت علم وابسته است و مي‌توان به صراحت گفت كه علم و تكنولوژي گرچه نمي‌توانند همة مشكلات را حل كنند اما نقش مؤثري در توسعه آينده كشورها ايفا مي‌كنند كه مي‌تواند مورد توجه كشورهاي درحال توسعه قرار گيرد. براي بهره‌برداري از علم و تكنولوژي و هدايت تحولات توليدي، اتخاذ استراتژيهاي چندبعدي بلندمدت ضرورت دارد كه بايستي بر تمامي جنبه¬هاي موجود در روند اختراعات، از آموزش عمومي پايه اي گرفته تا تجربه‌هاي علمي دانشمندان، مهندسان، ومديران متمركز گردد.
البته بايد به اين مطلب توجه داشت كه هر چند نقش اساسي علم و تكنولوژي در توسعه اقتصادي است و به كمك آن مي‌توان خطرات ناشي از مصرف شديد منابع، رشد جمعيت، كمبود انرژي و تخريب محيط زيست را بر طرف نمود، تا جائيكه گفته اند «محيط فعاليت بشر محدود است اما اين محدوديت تابعي از تكنولوژي است»، ليكن سهم علم و تكنولوژي در توسعه و بهبود زندگي افراد به همين بخش محدود نمي‌گردد و در هر يك از ابعاد ذيل كه نيازهاي فردي يك جامعه توسعه يافته هستند مي‌تواند دخيل باشد يعني:
- سلامت و صحت فردی و محیطی
- رفاه اجتماعی بر مبنای همامنگی اجتماعی و عدالت
- حقوق سیاسی نظیر آزادی، احترام و موقعیت فردی
- حرمت داشتن ارزشها و باورهاي فرهنگي
با در نظر گرفتن ايـن مباحـث، طبعــاً كشور ما نيــز نمي‌تواند از آنچـه كـه امـروزه انقلاب جهانــي تكنولوژي ناميده مي‌شـود دور بمانــد. رونـد فوق‌العاده سريــع تحولات در عـرصه فناوريـهاي نويـن به ويــژه بيوتكنولوژي، نانوتكنولوژي، فناوري اطلاعات و انقلاب در مواد نــو و ساخت و توليد آنها قطعاً آينـده ما را نيز تحت تأثيــر قرار خواهد داد و بر همه اركان كشور و نظام واجب است كه هر چه سريعتــر تدابيــر ويـژه و فوق‌العـاده‌اي بـراي هماهنگــي با اين مـوج عظيم بينديشند.
پديده‌هايي نظيــر اصلاح ژنتيك، مشابـه‌سازي انسان و دستكاري ژنــهاي آن، مواد هوشمند، ساخت و توليد چالاك و مولكولي، ميكروسيستم‌هاي يكپارچه، كامپيوترهاي در مقياس نانـومتر و غيره را اگر امـروز درك نكنيم فردا قطعـاً ديـر خواهد بود.
همچنين كلان رونـدهاي امروز جهان تكنولوژي كه علاوه بر رونـد سريع تحولات آن به موضوعاتي نظيـر تشديد ماهيت چند رشته‌اي تكنولوژي و رقابت بر سر راهبــري آن و نيز استمــرار جهانگرايـي و مسائل امنيتـي و دفاعــي ناشـي از آن مي‌پردازند بايستـي مورد توجــه قرار گيرد.
ظهور نتايـج اين تحولات، مسائلــي را نيز به دنبال خواهد داشت. همچنان كه درك توده مردم از تأثيـرات بالقوه اين رونـدها بر فرهنگ و زندگي افزايش مي‌يابد، بايسته است كه تصميم‌هايي در مورد مسائل گوناگون اخلاقي، اقتصادي، قانونـي، محيطي، ايمنــي و ديگر دغدغه‌هاي اجتماعي اتخاذ شود. احتمالاً مهمترين اين مسائـل عبارتنـد از: حريــم خصوصـي اشخاص، شكاف اقتصـادي، تهديـدها و واكنشـهاي فرهنگـي، اخلاقيات بيولوژيك به ويــژه مسائلــي همچون "به نــژادي"، مشابـه‌سازي انسان و اصلاح ژنتيك كه شديدتريـن واكنش‌هاي اخلاقـي و معنـوي را به همراه خواهند داشت.
ماهيت اين مسايل بسيار پيچيـده است، زيرا از يك سو بر مسيـر پيشرفت تكنولوژي و از سوي ديگر ـ مستقيم و غيرمستقيم، بر يكديگر تأثير مي‌گذارند. شهروندان و سياستگذاران نيازمند آنند كه درباره تكنولوژي، اطلاعات كاملي كسب كنند تا با تشخيص و تحليل اين تعامل‌هاي پيچيده بتوانند منـاقشـاتـي را كه پيرامون تكنولوژي وجود دارد به درستـي بفهمند. چنين تلاش‌هايي، مانع از اخذ تصميم‌هـاي ساده‌انگارانــه مي‌شوند؛ منافــع تكنولوژي را با ملاحظه ارزش‌هاي فــردي بيشينه مي‌سازند، و نقاط عطفــي را در فرآيند تصميم‌گيري مشخص مي‌كنند كه در آنها تصميم‌ها مي‌توانند نتايج مطلوبــي به بار آورند بدون آنكه مسائل ناديده و تحليل نشده بتوانند اين تصميم‌ها را خدشـه‌دار كنند.
بشارت‌هاي اميدبخش تكنولوژي در همين جا است و در آينده بيشتر نيز خواهد بود و سراسر جهان را با تأثيرات گستـرده خود در خواهد نورديد. با اين همه، تأثيرات انقلاب تكنولوژي در گوشه و كنار جهان يكسان نخواهد بود و بسته به آمادگي و پذيرش ملت‌ها و ميزان سرمايه‌گذاريها و تصميم‌هايي كه اتخاذ مي‌شود شكل‌هاي متفاوتي پيدا خواهد كرد. خوب يا بد، راه بازگشتي وجود ندارد، زيرا پاره‌اي از جوامع در مسير اين انقلاب قرار گرفته‌اند و براي بهره‌برداري حداكثر از نتايج و منافع آن آماده شده‌اند. روند جهانگرايـي نيز محيط زندگي همه جوامع را تغيير خواهد داد. نقش‌آفرينــي اين پيشرفت‌ها در صحنــه جهانـي، سيماي جهان را به كلي متحول خواهد كرد و بايستي ايران ما نيز در متن اين تحول قرار گيرد. که یکی از جدیدترین علوم موادهوشمند می باشد.
مواد هوشمند، مو ادی هستند که با توجه به محرک های محیط پاسخ می دهند به همین دلیل به این مواد "مواد واکنشی" نیز می گویند. در این مواد تغییرات خواص،ساختار و موقعیت اتم ها رخ می دهد. مواد هوشمند توانایی فکر کردن دارند و IQ این مواد توسط روش هایی قابل تعیین است. این مواد به صورت زیر دسته بندی می شود:
١- موادی که در شرایط خاص تغییر رنگ می دهند، مانند:
مواد فتو کرومیک
مواد ترموکرومیک
٢- موادی که در شرایط خاص از خود نور متصاعد می کنند، مانند:
مواد الکترو لامینسنت
مواد فلوروسنت
مواد فسفوروسنت
٣- موادی که در شرایط خاص از خود حرکت نشان می دهند، مانند:
پلیمر های رسانا
دی الکتریک های الاستومر
مواد پیزو الکتریک
ژل های پلیمری
آلیاژهای حافظه دار
٤- موادی که در شرایط خاص تغییر دما می دهند، مانند:
مواد ترموالکتریک
مواد هوشمند کاربردهای زیادی دارند که در زیر به بخشی از آن ها اشاره می شود:
• موادغذایی مدرن یا هوشمند
مواد غذایی طبیعی زیادی هوشمندند و در گرما و نور دارای تغییرات رورسیبلی هستند چنین مشخصات کاری تقریبا همیشه در غذاها به کار گرفته می شود مثل موادی که وقتی گرم می شوند ضخامت آن ها افزایش می یابد، اما وقتی سرد می شوند به شکل اول بر می گردند (پیترا و دسر) از انواع موادغذایی مدرن آنتی اکسید، آنزیم تعدیل کننده، Tvp، Quorn، Tofu است.
فهرست مطالبچکیده 1
مقدمه 1
پارچه های مدرن یا هوشمند 5
تایر های هوشمند 8
تایرهای هوشمند چگونه کار می کنند؟ 9
کریستالوگرافی مارتنزیتی: 11
رفتار ترمومکانیکی: 13
اثر حافظه داری یک طرفه : 14
اثر حافظه داری دو طرفه : 15
ساخت آلیاژ های حافظه دار : 16
مراجع: 17