Materiale inteligente pentru știință și inginerie

Titlul original:

Smart Materials for Science and Engineering

Conținutul cărții:

Materiale inteligente pentru știință și inginerie Materialele inteligente, cunoscute și ca materiale avansate sau creative, sunt descrise ca materiale avansate care reacționează intuitiv la schimbările de mediu sau ca materiale care pot reveni la forma lor inițială ca răspuns la anumiți stimuli. Materialele inteligente sunt clasificate ca active sau pasive în funcție de caracteristicile lor. Există două tipuri de materiale active. Primul tip nu își poate schimba caracteristicile atunci când este supus unor stimuli externi, de exemplu ochelarii fotocromatici care își modifică culoarea doar atunci când sunt expuși la lumina soarelui. Celălalt tip, care include materialele piezoelectrice, poate schimba un tip de energie (termică, electrică, chimică, mecanică sau optică) în altul. Atunci când sunt supuse unei presiuni externe, acestea pot genera o sarcină electrică. Ca exemplu, fibrele optice pot transmite unde electromagnetice. În schimb, materialele inteligente pasive pot transmite un anumit tip de energie.

Ele au unele calități uimitoare care le diferențiază de alte materiale, cum ar fi tranzitivitatea, ceea ce înseamnă că pot reacționa imediat la diferite tipuri de stimuli externi, autoacțiunea sau capacitatea de a-și schimba aspectul și forma, selectivitatea, atunci când răspunsul este divizat și așteptat, Directitudinea, atunci când răspunsul este limitat la evenimentul de activare, schimbarea formei, atunci când materialul își poate schimba forma în funcție de stimulii externi, capacitatea lor de a-și determina propria sănătate, cunoscută și sub denumirea de autodiagnosticare, și capacitatea lor de autovindecare. Capacitatea de a sintetiza materiale noi a progresat substanțial datorită științei și tehnologiei în ultimii 20 de ani. Acestea se împart în principal în următoarele patru categorii: Polimeri, Ceramică, Metale și Materiale Inteligente. Dintre acestea, materialele inteligente câștigă popularitate deoarece au mai multe utilizări decât materialele convenționale. Materialele inteligente sunt substanțe neobișnuite care au capacitatea de a-și modifica proprietățile, cum ar fi cele care își pot schimba imediat faza atunci când sunt plasate lângă un magnet sau forma prin simpla aplicare de căldură. Omenirea va fi semnificativ afectată de această nouă eră a materialelor inteligente. De exemplu, unele dintre acestea își pot adapta proprietățile la mediu, unele au capacități senzoriale, unele se pot repara automat, iar altele se pot degrada singure. Aceste proprietăți extraordinare ale materialelor inteligente vor avea un efect asupra tuturor fațetelor civilizației.

Există multe tipuri diferite de materiale inteligente, inclusiv materiale magnetoreologice, materiale electro-reostate, aliaje cu memorie de formă, materiale piezoelectrice și multe altele. Această carte descrie multe forme de materiale inteligente și posibilele lor utilizări în diverse domenii. Un studiu de literatură discută diferitele tipuri de materiale inteligente, cum ar fi ceramica, polimerii și compușii organici, iar necesitățile, avantajele, dezavantajele și aplicațiile acestora vor fi discutate în detaliu. O discuție despre materialele inteligente bine stabilite, inclusiv materialele piezoelectrice, magnetostrictive, aliajele cu memorie de formă, fluidele electro-reologice și fluidele magnetoreologice, va fi discutată împreună cu perspectivele lor actuale.