نمایش نتایج: از شماره 1 تا 2 , از مجموع 2

موضوع: معرفي و تقسيمبندي پليمرهاي هوشمند

  1. #1
    کاربرسایت hrg1356 آواتار ها
    تاریخ عضویت
    ۸۶-۰۴-۲۰
    نوشته ها
    5,534
    سپاس ها
    0
    سپاس شده 6 در 3 پست

    معرفي و تقسيمبندي پليمرهاي هوشمند

    معرفي و تقسيمبندي پليمرهاي هوشمند

    مواد هوشمند در آيندهايي نچندان دور بازار خوبي را به خود اختصاص خواهند داد و با توجه به خواص خوبي که از خود نشان ميدهند، کاربردهاي زيادي در آينده پيدا خواهند کرد. مطلب زير که به معرفي پليمرهاي هوشمند پرداخته است، توسط دکتر هاشمي مديرعامل شرکت گسترش مواد پيشرفته (وابسته به سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران) به شبکه ارسال گرديده است:

    هوشمندي در مواد، خاصيتي است که مختص به گروه خاصي نبوده و در اغلب گروههاي مواد ديده ميشود. پليمرها نيز از اين قضيه مستنثنا نيستند و در برابر محرکهاي مختلف مثل دما، ميدانهاي الکتريکي و ميدانهاي مغناطيسي، عکسالعملهاي متفاوتي از خود نشان ميدهند. اين پليمرها به گروههاي مختلفي تقسيم ميشوند و داراي خواص و کاربردهاي متفاوتي ميباشند. در ذيل به معرفي، تقسيمبندي، کاربردها و بازار اين مواد به طور مختصر اشاره شده است:

    1) پليمرهاي فعال الکتريکي (EAP)

    مکانيزم هوشمندي در اين مواد، عکسالعمل در برابر تحريکات الکتريکي خارجي است. اين عکسالعمل، تغيير در ابعاد و هندسه ماده را شامل مي شود.

    اين پليمرها که در سال 1990 شناخته شدهاند، کاربردهاي زيادي در پزشکي، صنعت و مهندسي عمران دارند. اين پليمرها به دو دسته عمده تقسيم ميشوند:

    الف)پليمرهاي فعال الکتريکي الکترونيکي كه به منظور حفظ تغيير مکان ايجاد شده در اثر اعمال ولتاژ DC مورد استفاده قرار ميگيرند و کاربردهاي زيادي در رباتها دارند. اين دسته خود از جنبه کاربردي به دو گروه تقسيم ميشود که عبارتند از: گروهي که در حسگري خود از رسانايي و هدايت الکتريکي بهره ميبرند و گروهي که از فعاليت الکتريکي خود در اثر تحريک خارجي به عنوان محرک استفاده ميکنند.[align=center]

    طرح ساخت بازوی مصنوعی با اسفاده از پلیمر الکتریکی
    [/align]
    [align=center][/align]
    کاربردهاي اين پليمرها در صنايع مختلفي است که ميتوان از جمله آنها مواد الکترواستاتيک در لباسهاي ضد الکتريسيته، چسبهاي رسانا، حفاظهاي الکتريکي و مغناطيسي، تختههاي مدار چاپي الکترونيکي، رشتههاي اعصاب مصنوعي، سازههاي هواپيما و پيزوسراميکها را نام برد.

    ب)پليمرهايفعالالکتريکييوني هستند که در غشاهاي مبادلهگر يوني، محرکهاي الکترومکانيکي، سنسورهاي حرارتي- شيميايي، الکتروليتهاي جامد، باطريهاي قابل شارژ و سيستمهاي رهايش دارو در پزشکي کاربرد دارند.

    پليمرهاي فعال الکتريکي به عنوان ديالکتريک نيز مورد استفاده قرار ميگيرند. به عنوان نمونه پليمرهاي که داراي سفتي (Stiffness) و ثابت ديالکتريک بالا ميباشند، در محرکهاي(Actuator) با کرنش بالا مورد استفاده قرار ميگيرند که به طور نمونه در پيزوالکتريکها کاربرد دارند.

    قابل ذکر است که الاستومرهاي بلور مايع، الاستومرهاي الکتروويسکوالاستيک، پليمرهاي فروالکتريک، نانولولههاي کربن و پليمرهاي رسانا که بعنوان شناساگرهاي گازهاي سمي (حسگرهاي يوني) در پالايشگاهها و صنايع نظامي کاربرد دارند، نيز در اين گروه قرار ميگيرند.

    2) سيالات مغناطيسي و رئولوژيکي (MRF)

    در اين نوع از پليمرهاي هوشمند، با تغيير ميدان مغناطيسي، ويسکوزيتة آنها تغيير ميکند و عملکرد آنها مشابه سيالات الکتريکي رئولوژيکي ميباشد.

    3) سيالات الکتريکي رئولوژيکي (ERF)

    [align=center][/align]
    اين سيالات اساس پليمري دارند و در برابر ميدان الکتريکي از خود تغيير ويسکوزيته نشان ميدهند که ميتوان با اين تغيير ابعاد را تحت تاثير قرار داد. به طور مثال اين مواد در کمک فنرهاي خودرو در خودروهاي جديد کاربرد دارند و با تغيير جريان ميتوان ارتفاع خودرو را تنظيم نمود.

    اين نوع پليمرها در راهسازي، پلسازي و صنعت ساختمان نيز استفاده ميشود و امروزه در تکيهگاه خيلي از پلها خصوصاً پلهاي معلق از اين مواد استفاه ميشود.

    سيالات ERF داراي سه نوع مثبت، منفي و مواد نوري الکتريکي هستند. اگر با اعمال ميدان الکتريکي، ويسکوزيته افزايش يابد ERF مثبت است، اگر با افزايش ميدان الکتريکي ويسکوزيته کاهش يابد ERF منفي است و اگر با تاباندن اشعه ماوراء بنفش ويسکوزيته تغيير کند ERF از نوع نوري و الکتريکي ميباشد.

    4) ژلهاي پليمري هوشمند

    با تغيير در زنجيره پليمرها ميتوان ژلها را ساخت که اين کار با تعويض بعضي از مونومرهاي زنجيره با مواد شيميايي صورت ميگيرد. تفاوت اصلي ژلها با پليمرها سازگاري شيميايي و ترموديناميکي آنها با حلالها ميباشد و نيز خاصيت رطوبتگيري که در آنها وجود دارد.

    ژلها براساس ويژگيهايي نظير طبيعت گروههاي تشکيلدهنده، خواص مکانيکي، ويژگيهاي ساختاري و شکل شبکه تقسيمبندي ميشوند و در برا بر محرکهاي مختلف فيزيکي و شيميايي نظير دما، ميدان الکتريکي و مغناطيسي، نور، فشار و PH، از خود عکسالعمل نشان ميدهند و در صنايع دفاعي، زيستي، داروسازي و غيره مورد استفاده قرار ميگيرند.

    5) پليمرهاي با حافظه شکلي

    مشابه آلياژهاي حافظهدار هستند به اين ترتيب که در اثر تغييرات دمايي از خود تغييرات ابعادي نشان ميدهند که علت آن تغيير در مورفولوژي زنجيرهها است. اين پليمرها در مواردي مثل جيگ و فيکسچرهاي ماشينکاري کاربرد دارند.

    بررسي بازار

    پليمرهاي هوشمند هنوز خيلي تجاري نشدهاند، بنابراين بازار خيلي بزرگي را به خود اختصاص نميدهند. البته 5 تا 15 سال آينده اين بازار رشد بسيار خوبي خواهد داشت زيرا کاربردهاي آينده اين مواد که در حوزههاي مختلفي چون پزشکي، کامپيوتر، خودرو، تلويزيون، پول الکترونيکي، کنترلکنندههاي بهداشتي، هوافضا، بيوتکنولوژي، صنايع نظامي، الکترونيک و فناوري نانو خواهد بود، نويددهنده بازار بزرگي براي اين مواد است.

    در بين سالهاي 2010-1992 بر اساس پيشبينيهاي انجام شده، در برخي از کاربردهاي اصلي اين مواد مثل غلافها و پوششهاي سيم و کابل، باطريهاي ذخيره انرژي با ظرفيت بالا و سپرهاي تجهيزات الکترونيک که در فضاپيماها و محافظهاي الکترونيک كاربرد دارند، روند مصرف رو به افزايش است و بازار خوبي را به خود اختصاص خواهند داد. مثالهاي زير به صحت اين ادعاها اشاره دارد:

    از سال 2000-1992 مصرف اين مواد رو به افزايش بوده بطوري که مصرف پليمرهاي هادي استفاده در باطريها در سال 2000 معادل 500 هزار پوند بالغ بر 50 ميليون دلار بوده است.

    بازار سپرهاي الکترونيک در سال 1988، 116 ميليون دلار و در سال 1993، 165 ميليون دلار بوده است و امروزه پوششهاي هادي و صفحات پليمري 75 درصد بازار مواد مشابه را به خود اختصاص دادهاند.

    هزينه پوششهاي پلاستيکي نسبت به ساير مواد پايينتر است و 1.25 تا 2.5 دلار به ازاي هر فوت مربع ذکر شده است.

    البته عمده بازار مواد هوشمند پليمري در کشورهاي پيشرفته است و بايد اين بازار را به کشورهاي در حال توسعه گسترش داد و اين نياز را براي اين کشورها به وجود آورد. پيشبيني انجامشده در مورد بازار اين مواد تا سال 2010 بالغ بر 457 ميليون دلار خواهد بود.

    منبع
    [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
    به قلم حسین صالحی وزیری
    *هرکس به اندازه همتش رشد می کند*

  2. #2
    کاربرسایت hrg1356 آواتار ها
    تاریخ عضویت
    ۸۶-۰۴-۲۰
    نوشته ها
    5,534
    سپاس ها
    0
    سپاس شده 6 در 3 پست

    پاسخ : معرفي و تقسيمبندي پليمرهاي هوشمند

    آيا مي�دانيم مواد هوشمند چه كاربردهايي دارند؟

    مواد هوشمند افق تازهاي از علم را در برابر بشر گشودهاند و توجه به آنها روياهاي ديرينهاي از بشر را تحقق خواهد بخشيد. در متن زير به معرفي، كاربرد و افق آيندة بعضي از اين مواد، اشارة مختصري گرديده است:

    معرفي:

    انواع مختلفي از مواد همچون فروالكتريكها (كه در ميدان الكتريكي كرنش ميكنند)، آلياژهاي حافظهدار (كه در واكنش به تغييرات دما، دچار تغيير شكل ناشي از تبديل فاز ميشوند) و مواد منعطف مغناطيسي (كه در ميدان مغناطيسي كرنش ميكنند)، قابليتهاي حسگري و تحريكپذيري از خود نشان ميدهند. اين پديدهها برعكس يكديگر عمل ميكنند و بنابراين ميتوان اين مواد را، جداگانه يا با هم، به كار برد و قابليت حسگري و تحريك پذيري را براي پاسخگويي به شرايط محيطي با يكديگر تركيب كرد. هم اكنون از مواد ياد شده در چاپگرهاي جوهرافشان، درايوهاي ديسك مغناطيسي و وسايل ضد لختگي خون استفاده بسيار گسترده ميشود.

    كامپوزيتها با پايه سرب- تيتان- روي (PZT) و ساير مواد فروالكتريك كه داراي حساسيت زياد، واكنش چندگانه فركانسي و فركانس متغير هستند، بخش مهمي از مواد هوشمند به شمار ميروند. مثلاً كامپوزيت PZT فرستنده- گيرندهاي است كه در محفظهاي به شكل هلال جاسازي ميشود و پاسخ را به گونهاي پايدار تقويت ميكند. نمونه ديگر، كامپوزيتهاي باريم- استرونتيم- تيتان و مواد غير فروالكتريك هستند كه واكنشهاي پرس فركانسي و پرس ميداني نشان ميدهند. مصرف اين كامپوزيتها در حسگرها و تحريككنندههايي است كه ميتوانند براي هماهنگي با سيگنال يا رمزگشايي آن، فركانس خود را تغيير دهند. هم اكنون از فروالكتريكها در اجزاي حافظهاي غير متغير، كارتهاي هوشمند و اجزاي فعال اسكيهاي هوشمند- كه در واكنش به تنش تغيير شكل ميدهند- استفاده ميشود.

    بخش مهم ديگري از اين مواد، پليمرهاي هوشمند هستند (مثلاً ژلهاي جديدي كه در واكنش به ميدان الكتريكي تغيير شكل ميدهند). از پليمرهاي الكترواكتيو در ساخت "ماهيچههاي مصنوعي" نيز استفاده شده است.پليمرهاي موجود كنوني قدرت مكانيكي محدودي دارند، اما حوزه پليمرها حوزة تحقيقاتي بسيار پويايي است و كاربردهاي بالقوهاي در روباتهاي كاوشگر فضايي، ماموريتهاي بسيار خطرناك و تجسس را نويد ميدهد. همچنين ميتوان هيدروژلهايي ساخت كه در واكنش به تغييرات ph و دما منبسط و منقبض شوند. اين هيدروژلها (به شكل كپسول) قادر خواهند بود در واكنش به تغييرات شيميايي، داروهايي در بدن ترشح كنند (مثلاً ترشح انسولين بر پايه تمركز گلوكز). روند ديگر در رهاسازي كنترل شده دارو در بدن، مواد با هستههاي هيدروفوبيك و پوسته هيدروفيليك است.

    چشم انداز آينده:

    جهاني كه از تحريك كنندهها و حسگرهاي شبكه شده (مثلاً روي ديوارها، لباسها، لوازم منزل، وسايل نقليه و محيط پيراموني) اشباع باشد، نويد دهنده بهبود، بهينهسازي و مشتريگرايي سيستمهاي حسگر از طريق دسترسي بيشتر به اطلاعات و تحريكپذيري هر چه مستقيمتر است. ارتباطات قابل دسترس مستمر، فهرست بندي و مكانيابي اقلام شخصي برچسبدار (برچسبهاي الكترونيكي، شيميايي و غيره) و هماهنگي كاركردهاي پشتيبان، دستاوردهايي هستند كه تا سال 2015 به تدريج تحقق خواهند يافت.

    توسعه مداوم حسگرهاي بيومتريك پنهان و ريز، همراه با تحقيق پيرامون شناسايي صدا و دستخط و اثر انگشت، به اثربخشي سيستمهاي ايمني فردي ميانجامد. از اين سيستمها ميتوان براي مقاصد پليسي، نظامي، سازماني، شخصي و تفريحي استفاده كرد. با تركيب اين سيستمها و تكنولوژيهاي اطلاعات امروزي، بسياري از دغدغهها پيرامون مسائل امنيتي و حريم خصوصي افراد مرتفع خواهد شد. همچنين كاربردهايي براي ايمنسازي بهتر اسلحه كمري (با نصب قفلهاي تشخيص هويت مالك واقعي) و دزدگير وسايل نقليه ايجاد خواهد شد.

    ساير كاربردهاي مواد هوشمند كه احتمالاً تا سال 2015 تحقق خواهند يافت عبارتند از:

    - لباسهايي كه به شرايط مختلف آب و هوايي حساساند، با سيستمهاي اطلاعات تعامل دارند، علائم حياتي را كنترل ميكنند، قادر به ترشح مواد دارويي هستند و جراحات را به طور خودكار محافظت ميكنند.

    - ايرفويلهايي كه خود را با شرايط آب و هوايي سازگار ميكنند.

    - ساختمانهايي كه خود را با شرايط آب و هوايي سازگار ميكنند.

    - پلها و جادههايي كه ترك را احساس و آن را مرمت ميكنند.

    - آشپزخانههايي كه با دستورات بيسيم آشپزي ميكنند.

    - تلفنها و مراكز تفريحي كه از تكنيكهاي "واقعيت مجازي" استفاده ميكنند.

    - تشخيص پزشكي شخصي ( احتمالاً در تعامل مستقيم با مراكز درماني)

    البته سطح پيشرفت و عجين شدن اين تكنولوژيها با زندگي روزمره بيشتر به ميزان استقبال مشتريان بستگي دارد تا به توسعهها و پيشرفتهاي فني.

    علاوه بر عملكردهاي تجسس و شناسايي كه ذيل مواد هوشمند تشريح شد، توسعه روباتها منجر به حسگرهاي نو و قويتري براي كشف و تخريب مواد منفجره و قاچاق و عمليات در محيطهاي بسيار خطرناك خواهد شد. افزايش عملكرد مواد، چه در منابع انرژي (مثل باتريها) و چه قابليتهاي حسگري و تحريكپذيري و همچنين يكپارچهسازي اين عملكردها با قدرت محاسبات كامپيوتري، راه ظهور كاربردهاي ياد شده را هموارتر خواهد ساخت.

    اين روندهاي بالقوه، دغدغهها و تنشهايي نيز به همراه خواهد داشت. اطلاعات حسگري و دسترسي به پايگاههاي دادهاي، نگرانيهايي را پيرامون حريم خصوصي افراد ايجاد ميكنند. سرانجام اينكه، آهنگ توسعه مواد هوشمند احتمالاً به سطوح سرمايهگذاري و پيشرانهاي بازار بستگي خواهد داشت. در بسياري موارد منافع و صرفهجوييهاي آني ناشي از كاربرد مواد هوشمند، پيشران توسعه خواهند بود، اما نبايد ترديد داشت كه تحقيقات نامتعارف مواد، نيازمند حمايت افكار عمومي و ايمان به سرمايهگذاريهاي بلند مدتتر است.

    تحليل:

    چنانكه ملاحظه ميشود تكنولوژي مواد هوشمند، تكنولوژي كم اهميت و با كاربردهاي محدودي نيست. اين تكنولوژي، برحسب آنكه چه زماني به مراحل رشد سريع خود در بازار برسد، تحولات وسيعي را در كاربردهاي مختلف خود به همراه خواهد داشت. به عنوان نمونه در بعد نظامي ميتواند بسياري از روشها و تاكتيكهاي عملياتي را دستخوش تحول كند.

    سؤال مهم در اين رابطه آن است كه: "در كشور ما تا چه ميزان به اين تكنولوژي توجه شده و حتي شناخت لازم از آن وجود دارد؟"

    اگر با همكاري كلية كارشناسان و تحليلگران كشور، به تدريج گزارشهاي بيشتري راجع به اين تكنولوژي و وضعيت آن در كشور در شبكه ارائه شود، ميتوان پاسخ دقيقتري به اين سوال دارد.

    منبع
    [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
    به قلم حسین صالحی وزیری
    *هرکس به اندازه همتش رشد می کند*

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

موضوعات مشابه

  1. اعلام سقف آخرين دستمزد 27 بازيگر سينما در يك برنامه سيما
    توسط hrg1356 در انجمن تئاتر وسینمای ایران
    پاسخ ها: 1
    آخرين نوشته: چهارشنبه ۱۳ آبان ۸۸, ۲۲:۰۳
  2. تا انتخاب مير حسين ،يك ياحسين ديگر
    توسط haseb در انجمن اخبار ويژه انتخابات ايران
    پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: سه شنبه ۰۵ خرداد ۸۸, ۱۳:۰۱
  3. شهاب حسيني و همسرش
    توسط hamid192 در انجمن زندگی نامه مشاهیر هنر هفتم ایران
    پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: سه شنبه ۰۲ مهر ۸۷, ۱۶:۵۵
  4. قهرماني در مسابقات مسترز سين سيناتي
    توسط YAS در انجمن بایگانی اخبار ورزشی
    پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: سه شنبه ۱۵ مرداد ۸۷, ۱۷:۱۶
  5. پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: شنبه ۱۱ خرداد ۸۷, ۲۰:۳۳

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •