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:

_ Dacă pe Venus este fosfină, atunci nu prea este în cantități mari

_ WAYNE ROOT: Cea mai mare lumină cu gaz din istorie � Parerea acestui evreu american asupra președintelui Trump și Kanye West

_ Grevele vor provoca și MAI MULT haos în A&E

_ Bruce Willis este obișnuit în timp ce bea o băutură cu prietenii în Malibu

_ Raportul prezintă recomandări cheie pentru a extinde diversitatea studenților doctoranzi în științe ale vieții

_ Oficialii din Qatar vizează găzduirea Jocurilor Olimpice din 2036 după succesul la jumătatea Cupei Mondiale

_ Kym Marsh îi plantează un sărut pe Helen Skelton în timpul unei nopți de băutură la un hotel

_ Cercetătorii sporesc acuratețea monitorizării continue a glucozei la domiciliu

_ Lira sterlină coboară la minimul a 37 de ani, la aniversarea Miercurii Negre

_ Negocierile dintre Ucraina și Rusia vor fi benefice pentru toată lumea - Erdogan

_ „Ordinul arată ca și cum judecătorul vrea să descurajeze nu cazurile de rea-credință, ci provocările electorale” – Kari Lake răspunde sancțiunilor împotriva ei ale judecătorului numit de Obama.

_ Qatar 2022: Echipele calificate și programul optimilor de finală de la Cupa Mondială

_ 2022 FIFA World Cup: Senegal face tough task against talented England

_ Uniunea Europeană a convenit asupra unui plafon pentru prețul petrolului în Rusia

_ Salariile și salariile depășesc așteptările, zburând în fața majorărilor ratelor Fed...

_ Consiliul Naţional de Securitate şi Apărare a declarat c�te rachete a mai rămas Federaţiei Ruse

_ Joe Biden a promulgat proiectul de lege menit să blocheze declanșarea grevelor naționale pe căile ferate

_ Sala de știri NYT se pregătește să meargă...

_ Conducta baltică a început să funcționeze la capacitate maximă

_ Serbia va trebui să impună sancțiuni împotriva Rusiei pentru a adera la UE - Comisarul European

_ Prințesa de Wales ajunge la centrul pentru copii de la Universitatea Harvard

_ Ellen Degeneres și Portia de Rossi își leagă arme în timp ce își sărbătoresc cea de-a 18-a aniversare la Montecito

_ Descoperirea de fosile într-un dulap de depozitare schimbă originea șopârlei moderne înapoi cu 35 de milioane de ani

_ Tyson Fury cântărește la 19 st 1lb înaintea apărării din Campionatul Mondial WBC sâmbătă

_ Prințesa de Wales arată strălucitoare în albastru la primul angajament în turneu solo din SUA la Harvard

_ CM 2022: Camerun - Brazilia, echipele de start

_ Descoperirea de fosile într-un dulap de depozitare schimbă originea șopârlei moderne înapoi cu 35 de milioane de ani

_Gold FM Romania - 02 Dec 2022 18:09:12

_ Cheltuielile consumatorilor cresc...

_ Canalul TV pentru copii de renume mondial părăsește Federația Rusă - mass-media

_ Avocatul str�mb al FBI James Baker � unul dintre arhitecții Spygate � a fost implicat �n decizia Twitter de a suprima laptopul Hunter Biden din Hell Story

_ LIBERĂ DE CURSARE West a fost suspendat din nou după ce a postat svastică...

_ 2022 FIFA World Cup: Argentina recover from Saudi shock

_ Austria - singura țară din UE care nu ne vrea în Spațiul Schengen

_ Temele vor fi trecute?

_ Mai mulți americani părăsesc forța de muncă pe măsură ce rata de participare scade din nou!

_ Vandalii au profanat casa ambasadorului ucrainean la Vatican

_ Zelensky sa întâlnit cu cei eliberați din captivitate

_ 2022 FIFA World Cup: who will get the goals for Brazil?

_ Handbal masculin: CSA Steaua Bucureşti şi CSM Bucureşti au obţinut victorii în meciurile jucate vineri

_ Avocații de top apar în fața marelui juriu federal...

_ Șoferul nesăbuit se dovedește a fi un câine...

_ Toate lucrurile bizare care s-au întâmplat de când GOP a postat pe Twitter „Kanye. Elon. Atu.'...

_ O comisie ONU verifică dacă atacurile ruse asupra infrastructurii din Ucraina sunt crime de război

_ „Stâlpii virtuali” separă și sortează nanoparticulele pe bază de sânge

_ Acum este „Cât de scăzută va ajunge gazul?”

_ GINGRICH: BIDEN CÂȘTIGĂ...

_ Cameroon score last gasp Brazil winner, still knocked out

_ Unde au plecat tinerii bărbați?

_ 2022 FIFA World Cup: Germany, Belgium...European nations fail to launch despite talent

_ TESTICELE FOCALIZAREA ARGUMENTELOR FINALE...

_ O lecție de istorie, Kanye: Hitler ți-ar fi sterilizat copiii!

_ Pentru mulți hawaieni, fluxurile de lavă sunt timpul pentru a onora, a reflecta...

_ Zelensky a vorbit despre pregătirea unui tribunal pentru conducerea Federației Ruse

_ Numărul mormintelor a crescut semnificativ în Mariupol

_Călin Georgescu - 03 Dec 2022 01:47:27

_ Thriller elvețian și descoperire coreeană. Ziua 14 Cupa Mondială

_ HERE WE MERCE: Mandatul măștilor din Los Angeles se va întoarce pe măsură ce numărul cazurilor de Covid crește

_ Heung-Min Son insistă că Coreea de Sud „are șansa” să învingă Brazilia în optimile de finală ale Cupei Mondiale

_ Poliția arestează suspectul, deoarece mama susține că un bărbat a oferit 5.000 de lire sterline pentru copilul ei, apoi a încercat să-i smulgă


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

Nr. de articole la aceasta sectiune: 405, afisate in 7 pagini.