15:06
Comentarii Adauga Comentariu

_ Inginerii dezvoltă un nou tip de material cu memorie de formă

_ Inginerii dezvoltă un nou tip de material cu memorie de formă

Metalele cu memorie de formă, care pot reveni de la o formă la alta pur și simplu prin încălzire sau declanșare în alt mod, au fost utile într-o varietate de aplicații, ca dispozitive de acționare care pot controla mișcarea diferitelor dispozitive. Acum, descoperirea unei noi categorii de materiale cu memorie de formă realizate mai degrabă din ceramică decât din metal ar putea deschide o nouă gamă de aplicații, în special pentru setările de temperatură înaltă, cum ar fi dispozitivele de acționare din interiorul unui motor cu reacție sau a unui foraj adânc.

Noile descoperiri vor fi raportate în revista Nature, într-o lucrare a fostului doctorand Edward Pang Ph.D. '21 și profesorii Gregory Olson și Christopher Schuh, toți din cadrul Departamentului de Știința și Inginerie a Materialelor al MIT.

Materialele cu memorie de formă, explică Schuh, au două forme distincte și pot comuta între ele. Ele pot fi declanșate cu ușurință de temperatură, stres mecanic sau câmpuri electrice sau magnetice, pentru a-și schimba forma într-un mod care exercită forță, spune el.

„Sunt materiale interesante pentru că sunt un fel ca un piston solid”, spune el – cu alte cuvinte, un dispozitiv care poate împinge ceva. Dar, în timp ce un piston este un ansamblu de mai multe piese, un „material cu memorie de formă este un material solid care face toate acestea. Nu are nevoie de un sistem. Nu are nevoie de multe piese. Este doar un material, și își schimbă forma în mod spontan. Poate funcționa. Așadar, este interesant ca „material inteligent”,” spune el.

Metalele cu memorie de formă au fost folosite de mult timp ca simple dispozitive de acționare într-o varietate de dispozitive dar sunt limitate de temperaturile de serviciu realizabile ale metalelor utilizate, de obicei cel mult câteva sute de grade Celsius. Ceramica poate rezista la temperaturi mult mai ridicate, uneori de până la mii de grade, dar sunt cunoscute pentru fragilitatea lor. Acum, echipa MIT a găsit o modalitate de a depăși acest lucru și de a produce un material ceramic care se poate acționa fără a acumula daune, făcând astfel posibil ca acesta să funcționeze în mod fiabil ca material cu memorie de formă prin multe cicluri de utilizare.


p> „Materialele cu memorie de formă care există în lume, toate sunt din metal”, spune Schuh. „Când schimbați forma unui material la nivel atomic, există o mulțime de daune care pot fi create. Atomii trebuie să se remanieze și să-și schimbe structura. Și, pe măsură ce atomii se mișcă și se reorganizează, este oarecum ușor să-i introduceți în pete greșite și creează defecte și deteriorează materialul, ceea ce le duce la oboseală și, în cele din urmă, se destramă."

El adaugă că "ajungi cu materiale care se pot deforma de câteva ori, dar în cele din urmă se degradează și se pot destrăma. Și, pentru că metalele sunt atât de ductile, sunt puțin mai rezistente la deteriorări, așa că domeniul s-a concentrat cu adevărat pe metale, deoarece atunci când un metal este deteriorat în interior, îl poate tolera."

Ceramica, în schimb, nu tolerează deloc deteriorarea și, în mod normal, nu se îndoaie, ci se fracturează. Zirconia este una despre care se știe că are o proprietate de memorie a formei, dar acumulează daune foarte ușor în timpul unui ciclu de memorie a formei - o proprietate măsurată ca histerezis ridicat. „Ceea ce am vrut să facem cu această lucrare a fost să proiectăm o nouă ceramică și să țintim în mod specific acea histerezis. Am vrut să proiectăm o ceramică în care transformarea [formei] este cumva încă gigantică: vrem să facem multă muncă. Dar pe plan intern, la scara atomică, este mai blând.”

Schuh explică că Pang, care a condus lucrarea, „a luat toate instrumentele moderne ale științei, tot ce poți numi – termodinamică computațională, fizica transformării de fază, calcule cristalografice. , învățarea automată — și a pus toate aceste instrumente împreună într-un mod cu totul nou” pentru a rezolva problema creării unui astfel de material.

Rezultatul a fost o nouă variantă de zirconiu. „Practic, este zirconiu”, spune Schuh. „Arata, miroase si are gust ca zirconia pe care oamenii o cunosc si o folosesc deja, inclusiv ca zirconia cubica in bijuterii.” Dar unii atomi de diferite elemente au fost introduși în structura sa într-un mod care îi modifică unele dintre proprietățile. Aceste elemente „se dizolvă în rețea și o sculptează și schimbă acea transformare, o fac mai blândă la scară atomică.”

Histereza sa schimbat atât de dramatic încât acum seamănă cu cea a metalelor, spune Schuh. „A fost o schimbare uriașă – vorbim despre un factor de 10”. Iar deformarea pe care o poate realiza materialul se ridică la aproximativ 10%, ceea ce înseamnă că o tijă din acest material ar putea deveni cu 10% mai lungă atunci când este declanșată - suficient pentru a face o muncă semnificativă.

O aplicație comună a materialelor cu memorie de formă. sunt supape de siguranță, unde dacă un rezervor de ceva depășește o anumită temperatură critică, supapa este declanșată de acea căldură, deschizându-se automat pentru a elibera presiunea și a preveni explozia. Noul material ceramic ar putea extinde acum această capacitate la situații cu temperaturi mult mai ridicate decât ar putea suporta materialele actuale.

De exemplu, actuatoarele care direcționează fluxul de aer în interiorul unui motor cu reacție ar putea fi o aplicație utilă, spune Pang. În timp ce mediul general de acolo este fierbinte, există diferite canale de flux de aer controlate, astfel încât aceste fluxuri ar putea fi utilizate pentru a declanșa o ceramică cu memorie de formă prin direcționarea aerului mai rece sau mai fierbinte pe dispozitiv, după cum este necesar.

Astăzi. , ceramica cu memorie de formă care există „sunt un fel de curiozitate de laborator”, deoarece se destramă după câteva cicluri, spune Schuh. „Acesta este un pas în direcția de a face ceva care poate funcționa în mod reproductibil și fiabil de multe ori, de multe ori în funcțiune.”

Echipa intenționează să continue explorarea materialului, găsind modalități de a-l produce în loturi mai mari și forme mai complexe și testându-i capacitatea de a rezista multor cicluri de transformare.

Ceea ce l-a atras în primul rând către acest proiect, spune Schuh, este potențialul său pentru aplicații largi. „Există lucruri pe care le facem cu sisteme mecanice complexe care au o mulțime de piese și ansambluri și ideea că poți înlocui un pachet complicat de lucruri cu un singur material care are funcționalitatea încorporată la scară atomică – pentru mine, asta este atractiv. pentru că transformă lucruri mari, complicate în lucruri mici, simple. În unele privințe, este ca și cum ai înlocui tuburile de vid cu tranzistori."

Deși este greu de prezis zonele în care acest material își va găsi primele utilizări practice, Schuh spune că, de exemplu, „este foarte greu să reducă un piston hidraulic. Este greu să faci asta la micro scară”. Dar acum, „ideea că aveți o versiune în stare solidă a acesteia la scară foarte mică — întotdeauna am simțit că există o mulțime de aplicații pentru mișcările la scară mică. Microroboți în locuri mici, supape de laborator pe cip, o mulțime de lucruri mici care necesită acționare ar putea beneficia de materiale inteligente ca acesta.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ministrul Educației anunță modificări în funcționarea universităților: Modul de luare a deciziilor se va schimba

_ Măsurarea timpilor în miliarde de miliardime de secundă

_ Poliţia ucraineană a dejucat o tentativă de furt ce viza o operă a celebrului Banksy

Urmăriți „Banii reali” din spatele „Noi Agende Progresiste a Energiei Verzi” care falimentează și sărăcește populația lumii

_ Crucea Roşie face apel la populaţie să doneze în favoarea refugiaţilor, dar prin asociaţii autorizate

_ Operatorul de satelit OneWeb comută lansările la SpaceX

_ Rectorul UMFST: În prima parte a anului viitor începe construcţia Spitalului Clinic Universitar 'George Emil Palade'

_ Emily Ratajkowski se îmbracă în jachetă roșie de schi și blugi rupti în timp ce prietena ei împinge căruciorul fiului

_ Veterinarii din Cehia au început operaţiunile de eutanasiere a peste 15.000 de raţe, după descoperirea unui focar de gripă aviară H5N1

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Parlamentul ucrainean a aprobat o lege pentru recrutarea femeilor

_ Gala Premiilor Centrului Naţional al Dansului Bucureşti va avea loc pe 11 decembrie, la TNB

_ Un supravieţuitor al Holocaustului, ucis în Harkov în timpul unui bombardament rusesc

_ Legenda mai puțin povestită a lui Moș Nicolae

_ ANPC anunţă că termenul până la care restaurantele trebuie să ofere informaţii detaliate din meniuri a fost amânat

_ VIDEO PS Varlaam Ploieșteanul, la parastasul Regelui Mihai: 'În ultimii ani din viață, Regele Mihai a trăit într-o atmosferă aproape monahală'

_ Matt Taibbi, selectat să lanseze fișierele Twitter pentru laptopul Hunter Biden, are un trecut cu carouri

_ Recep Erdogan dă o lovitură de imagine: kurzii vor pace cu Turcia

_ FIFA deschide o procedură disciplinară împotriva Uruguayului

_ Sondajul publicat în ziarul portughez A Bola dezvăluie că 70% dintre cititori își doresc ca Cristiano Ronaldo să fie DISPOZIT

_ Xi Jinping, gest care ar putea stopa dominația americană: posibile întrevederi cu lideri arabi (CNN)

_ Maia Sandu, apel disperat către Occident după noua ofensivă rusească: 'Să-și întărească presiunea asupra Rusiei'

_ Prelevare de organe de la un pacient în moarte cerebrală la Arad. Cordul va salva viaţa unui croat

_ British Fashion Awards 2022: Simone Ashley uimește într-o rochie mov cu diamant care îmbrățișează silueta

_ Casa de Pensii, zguduită de un imens scandal! Șeful Casei, prins pe înregistrare!

_ Emisfera sudică este mai furtunoasă decât cea nordică și în sfârșit știm de ce

_ Prognoza vinului: Marea Britanie ar putea fi campioana Chardonnay până în 2050

_ Crimele Tetris: a ucis mafia rusă dezvoltatorul jocului și familia lui?

_ Echipa dezvoltă o metodă de imagistică volumetrică eficientă din punct de vedere fotonic cu microscopie cu fluorescență cu scanare cu foi de lumină

_ Roy Keane critică Brazilia „DISRESSPECTFUL” pentru sărbătorile lor de dans

_ British Fashion Awards 2022: Ashley Graham prezintă o expoziție FOARTE lungă într-o rochie albastră pură

_ Genetica felină ajută la identificarea primei domesticiri a pisicilor

_ Marele test de gust pentru sandvișuri de Crăciun! FEMAIL încearcă 35 de sărbători festive

Glenn Greenwald : "De ce Statele Unite nu se implică Direct ca să negocieze cu Rusia un acord de Pace în Ucraina?"

Ucraina va primi arme în valoare de 1 miliard de dolari de la SUA - mass-media

DEZASTRU PENTRU BIDEN. GALLUP: Aprobarea lui Biden scade sub Harris pentru prima dată în funcție...

Secretarul American al Apărării Lloyd Austin avertizează că China este „pe cale să devină un concurent egal” cu armata americană

Orașele în care americanii s-au mutat cele mai mult...

SUA. Statele Conservatoare iau măsuri. După modelul legii din Texas care permite executarea civilă...Legislatorii din Oklahoma au dat joi aprobarea finală unui proiect de lege modelat după legea avortului din Texas

SUA. Curtea Supremă și-a urmat hotărârea sa de referință din 23 iunie, care a recunoscut pentru prima dată dreptul constituțional de a purta arme de foc în public pentru autoapărare, emitând o serie de alte hotărâri.

În mai puțin de doi ani, Biden și Progresiștii au nenorocit America. Tucker Carlson: "Acest lucru e imposibil sa-l ignori". Inflația din SUA e cea mai mare din ultimii 39 de ani.

StiriPeSurse: Inițial au negat vehement. Acum admit - Informaţiile furnizate de SUA Ucrainei sunt `legitime`, `legale`, `limitate`, a spus Pentagonul

Black Developer își propune să construiască cel mai înalt zgârie-nori din New York...

Biden ordonă ca 8.500 de soldați americani să se pregătească să se desfășoare în Europa de Est pentru a evita Rusia

Lovitura pentru Biden și Rețeaua Progresistă. Arabia Saudită ia în considerare acceptarea de yuani în loc de dolari pentru vânzările de petrol chinezesc

Când pe nevastă a luată gura pe dinainte ... „Această fată nenorocită de reporter”...

Germania. Încă un BILDERBERG ajunge Cancelar al Germaniei. Noul cancelar Olaf Scholtz a participat la Reuniunile Grupului BILDERBERG la fel că și predecesorii săi: Angela Merkel și Helmut Kohl

Deci la ei se poate...Germania: Guvernul vrea să naţionalizeze Uniper, cel mai mare jucător de pe piaţa energiei

_ RUPTĂ: C�ȘTIGĂ JURIDICĂ URIAȘĂ PENTRU GATEWAY PUNDIT ȘI PRIMUL AMENDAMENT - C�știg masiv pentru jurnalismul independent

_ Germania: o fată de 14 ani, înjunghiată până la moarte de un solicitant de azil din Africa

_ Xi Jinping se va deplasa în Arabia Saudită, pentru întâlniri cu lideri ai statelor arabe

_ Incendiu la o pensiune din județul Suceava

_ Antrenorul principal al Angliei, Eddie Jones, urmează să fie demis mâine după o serie de doar cinci victorii în 12 probe

_ Luis Enrique lovește criticii Spaniei după înfrângerea șocantă în fața Japoniei

_ Graeme Souness exclude Liverpool din cursa pentru superstarul Angliei Jude Bellingham

Fața hâdă a Germaniei și a neomarxiștilor de la Bruxelles. Circoteca SWIFT la Bruxelles: Cea mai mare bancă rusească și cea a Gazprom evitate de sancțiunile UE

_ FIFA deschide o procedură disciplinară împotriva Uruguay-ului

_ Un optician galez în vârstă de 37 de ani, care a avut o criză de șapte luni de virus, îl vede eliminat după ce a primit două doze

Record de studenți chinezi care aterizează in Marea Britanie. Record de 28.000 de studenți din China solicită să studieze în Marea Britanie

Cazurile de Covid din Marea Britanie cresc din nou pe fondul valului Omicron în creștere


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8

Nr. de articole la aceasta sectiune: 435, afisate in 8 pagini.