Dobro došli, gost
Korisničko ime Lozinka: Zapamti me

Pametni materijali
(1 pregleda) (1) gost
  • Strana
  • 1
  • 2

TEMA: Pametni materijali

Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6290

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Žak Fresko u svojim predavanjima često govori o “pametnim” legurama s izraženim efektom pamćenja oblika (shape memory alloys) koje bi se koristile za samopodizuće građevinske strukture budućnosti. O jednoj takvoj leguri je već pisano u temi Građevinarstvo budućnosti. Ovde ću se pokušati dalje i opširnije osvrnuti na tzv. “pametne” materijale koji imaju svojstva samoreparacije/samopopravljanja (self-healing material). O ovim materijalima Žak Fresko često govori kada opisuje građevinske strukture za koje više nije potrebno održavanje i reparacija.
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Zahvalnici: Nikolic

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6292

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Predstavljena plastika koja imitira kožu

Naučnici su uspeli da stvore plastiku nalik koži koja „krvari“ kada se ogrebe ili iseče, nakon čega ima sposobnost da se zaceli.


Novi materijal mogao bi da bude osnova za veliki broj proizvoda poput mobilnih telefona, laptopova i automobila.

Kada se iseče, plastika menja svoju boju u crvenu duž linije štete, imitirajaući iste procese koji se dešavaju sa kožom kada je posečena.

Materijal reaguje u kontaktu sa običnim svetlom, ili sa promenama temperature, popravljajući slomljene molekularne „mostove“ kako bi se sam izlečio.

Vođa istraživanja, profesor Marek Urban sa Univerziteta Južnog Misisipija izjavio je: „Majka priroda podarila nam je širok spektar bioloških sistema sa sposobnošću da se sami poprave. Naša nova plastika pokušava da imitira prirodu davanjem crvenog signala kada je oštećena i popravljanjem nakon toga“.

Materijal bi takođe svoju primenu mogao da pronađe u avio industriji gde bi davao jasan signal da postoji problem sa određenim delom, a potom bi uz snop intenzivnog svetla mogao taj isti deo da „izleči“.

Izvor

Dodatak:

- Polimerni premazi koje se obnavljaju pod dejstvom UV zraka
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Poslednja izmena: pre 1 godinu, 9 meseci od Nesha68.

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6293

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Pronađen materijal koji menja svojstva

Naučni istraživači Jerg Vajsmiler sa Tehničkog univerziteta u Hamburgu i Hai-Jun Jin (pod Research and Technical Staf) iz Instituta za istraživanje metala u Šenjangu pronašli su nanomaterijal koji menja svoju čvrstinu na dodir.


Zahvaljujući njihovim istraživačkim pronalascima mogli bi, na primer, da se naprave budući inteligentni materijali sa sposobnošću samolečenja, koji bi samostalno ispravljali nedostatke.

Materijal koji menja svoju čvrstinu, bukvalno na dodir, može da se promeni za nekoliko sekundi promenom elektronske strukture materijala (opširnije o ovome u sledećem postu).

Na taj način čvrsta i oštra materija, na primer, može postati meka i savitljiva, a ono što čini taj pronalazak revolucionarnim jeste to što transformacija može biti kontrolisana električnim signalima.

Da bi proizveli ovaj inovativni materijal naučnici su upotrebili jednostavan proces za poređenje - koroziju.

Metali, uglavnom plemeniti kao što su zlato ili platina, stavljeni su u rastvor kiseline i kao posledica pokrenutog korozionog procesa, kanali i rupe su napravljeni u materijalu.

Nastajući nanostrukturni materijal je tako prožet mrežom kanala pora.

Pore su impregnirane tečnošću koja provodi, na primer, jednostavnim fiziološkim rastvorom ili rastvorenom kiselinom, i pravi hibridni materijal od metala i tečnosti.

To je neobičan spoj, jedinjenje, metala i vode koje kada se aktivira električnim signalom omogućava svojstvima materijala da se menjaju pritiskom prsta.

Pošto su joni rastvoreni u vodi površina materijala može da se menja električki.

Pronalazak može da se primeni u mnogo čemu i predstavlja "proboj u nauci o materijalima“.

"Po prvi put smo uspeli da proizvedemo materijal koji, dok je u upotrebi, može da se prebacuje napred i nazad između različitih stanja - čvrstog i krtog i mekog i savitljivog. Još uvek smo na osnovnom stadijumu istraživanja, ali naše otkriće može dovesti do značajnog napretka u razvoju tzv. pametnih materijala", izjavio je Vajsmiler.

Izvor
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Zahvalnici: Nikolic

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6294

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Brak metala i vode = nanomaterijal koji menja svojstva po potrebi

Svetska premijera: materijal koji menja svoju čvrstinu, bukvalno na dodir. Ova promena može biti postignuta za nekoliko sekundi promenom elektronske strukture materijala; na taj način čvrsta i oštra materija, na primer, može postati meka i savitljiva. Ono što čini ovaj pronalazak revolucionarnim jeste to što transformacija može biti kontrolisana električnim signalima.

Prvi ovakav materijal poreklom je iz Hamburga. Jerg Vajsmiler (Jörg Weißmüller) naučnik specijalizovan za materijale zaposlen na Tehničkom univerzitetu u Hamburgu i na Helmholtz Center Geesthacht, sproveo je istraživanje na ovom revolucionarnom proizvodu, radeći u saradnji sa kolegama sa Instituta za istraživanje metala u Šenjangu (Shenyang), u Kini.


Pedesetjednogodišnji istraživač iz Sarlanda (Saarland) za svoje fundamentalno istraživanje, koje je otvoreno za mnoštvo raznovrsnih primena, kaže da je „proboj u nauci o materijalima“. Novi metalni materijal visokih performansi opisan je od strane prof. Dr Jerga Vajsmilera i kineskog naučnog istraživača Hai-Jun Jina u poslednjem izdanju renomiranog naučnog magazina Science (DOI: 10.1126/science.1202190). Zahvaljujući njihovim istraživačkim pronalascima mogli bi, na primer, da se naprave budući inteligentni materijali sa sposobnošću samolečenja, koji bi samostalno ispravljali nedostatke.

Čvrstina kuvanog jajeta može se podesiti vremenom kuvanja. Neke odluke su, međutim, nepovratne – tvrdo kuvano jaje nikada više ne može biti ponovo pretvoreno u meko-kuvano. Bilo bi manje neprijatnosti za stolom kada bismo jednostavno mogli da različite stepene čvrstine jajeta prebacujemo napred i nazad.

Slično ovom problemu, javljaju se i problemi u proizvodnji konstruktivnih materijala kao što su metali i legure. Svojstva materijala su jednom zauvek određena tokom proizvodnje. Ovo primorava inženjere da prave kompromise u odabiru mehaničkih svojstava materijala. Veću jačinu neizbežno prati povećana lomljivost i smanjenje tolerancije na oštećenja.


Profesor Vajsmiler, čelni čovek Instituta za fiziku i tehnologiju materijala na Tehničkom univerzitetu u Hamburgu i član odseka za Sisteme hibridnih materijala na Helmholtz Center Geesthacht, izjavio je: „Ovo je momenat kada je napravljen značajan napredak. Po prvi put smo uspeli da proizvedemo materijal koji, dok je u upotrebi, može da se prebacuje napred i nazad između različitih stanja – čvrstog i krtog i mekog i savitljivog. Još uvek smo na osnovnom stadijumu istraživanja, ali naše otkriće može dovesti do značajnog napretka u razvoju tzv. pametnih materijala.“

Brak metala i vode

Da bi proizveli ovaj inovativni materijal, naučnici su upotrebili jednostavan proces za poređenje: koroziju. Metali, uglavnom plemeniti metali kao što su zlato ili platina, stavljeni su u rastvor kiseline. Kao posledica pokrenutog korozionog procesa, kanali i rupe su napravljeni u materijalu. Nastajući nanostrukturni materijal prožet je mrežom kanala pora.


Pore su impregnirane tečnošću koja provodi, naprimer jednostavnim fiziološkim rastvorom ili rastvorenom kiselinom, i pravi hibridni materijal od metala i tečnosti na ovaj način je napravljen. To je neobičan brak , kako Vajsmiler zove ovo jedinjenje metala i vode koje, kada se aktivira električnim signalom, omogućava svojstvima materijala da se menjaju pritiskom prsta.

Pošto su joni rastvoreni u vodi, površina materijala može da se menja električki. Drugim rečima, mehanička svojstva metalnog partnera izmenjena su primenom električnog potencijala u tečnom partneru. Efekat može biti vraćen nazad na jačanje ili slabljenje atomske veze na površini materijala kada se još elektrona doda ili izvuče sa površine atoma. Jačina materijala može biti čak i duplirana kada je to potrebno. Sa druge strane, materijal može biti prebačen u stanje u kome je slabiji, ali više tolerantan na oštećenja, više apsorbuje energiju i savitljiviji.

Posebne primene još uvek su stvar budućnosti. Međutim, istraživači već razmišljaju unapred. U osnovi, materijal može da spontano i selektivno stvori električne signale, tako da ojača materiju u oblastima gde je koncentrisan pritisak. Oštećenja, na primer u obliku pukotina, mogla bi na taj način biti sprečena ili čak izlečena. Ovo je dovelo naučnike mnogo bliže njihovom cilju stvaranja inteligentnog materijala visokih performansi.

Izvor

Dodatak:

- Hard... soft... New nanomaterial switches properties
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Zahvalnici: Nikolic

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6297

  • Elf1973
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Istina je retka ali je ponuda veća od potržnje
  • Poruka: 820
  • Karma: 39
Real World: Self Healing Materials

!

!
Treba imati hrabrosti da se promeni ono što se promeniti može.
Mirnoće da se prihvati ono što se promeniti ne može.
I mudrosti da se uvidi razlika.

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6298

  • Elf1973
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Istina je retka ali je ponuda veća od potržnje
  • Poruka: 820
  • Karma: 39
EuroNews - EN - Futuris: Textiles of the future in Futuris

Treba imati hrabrosti da se promeni ono što se promeniti može.
Mirnoće da se prihvati ono što se promeniti ne može.
I mudrosti da se uvidi razlika.
Zahvalnici: Nesha68

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6301

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Farba “Ultimate Paint” (video)

Profesor Perumalsamy (Bala) Balaguru sa američkog Univerziteta Rutgers je razvio neorgansku farbu pod nazivom “Ultimate Paint”. Ova farba se odlikuje nekim veoma značajnim osobinama. Otporna je na grafite (šaranje zgrada/građevinskih objekata), može da popravi pukotine u betonu, otporna je na vlagu, ples i truljenje, otporna je na vatru. Kada se osuši, poseduje čvstoću skoro kao dijamant i ima vek trajanja od 1000 godina. Kada jednom prekrijete objekat ovom farbom, novo farbanje i održavanje više nije potrebno za narednih 1000 godina.

Glavni sastojak premaza je aluminijum silikat , ista formula koja je korišćena za kinesku vojsku od terakote (Terracotta Army) pre više od 2000 godina.

Ali ono što “Ultimate Paint” farbu stvarno čini specijalnom je njena mogućnost da prečišćava atmosferu, tj. vazduh. Ovu sposobnost joj pruža sastojak titanijum-dioksid . Kada sunčeva svetlost dođe u dodir sa premazom, ultraljubičasto zračenje započinje proces uništavanja organskih čestica oko premaza, izvlačeći time zagađenje iz vazduha. Titanijum-dioksid i druga jedinjenja deluju kao katalizator koristeći energiju sunca. Čestice azotnih oksida, koje se spuste na površine obložene “Ultimate Paint” premazom, nano čestice aktivirane sunčevim zračenjem smesta počinju da razlažu u bezopasan i neškodljivi azot i kiseonik.

Prekrivanje građevinskih objekata ovim premazom bi moglo pridoneti prečišćavanju vazduha gradova širom sveta.




Dodatni link:

- “Effectivness of inorganic concrete coating matrices and their self cleaning properties”

Originalni post.
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Poslednja izmena: pre 1 godinu, 9 meseci od Nesha68.
Zahvalnici: Laci, Nikolic

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6303

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Pametni materijali


Zamislite kada bi se mostovi pravili od cementa koji bi sam sebe popravljao u toku zemljotresa. I brodove obložene zaštitnim oklopom, koji može zakrpiti sam sebe ako se ošteti. Bliži smo tome nego što mislite. Predstavljamo vam dve vrste samozaceljujućih materijala, koji mogu napraviti preokret u načinu izgradnje gradova i vozila.


Samozaceljujući material je bilo koja supstanca koja ima sposobnost da se sama popravlja. Često napravljene po uzoru na biološke sisteme, daju mogućnosti u kojima će se naše kuće same bojiti, a veštački komadi se zaceljivati kao da su pravi. Hemičar Martin Hager i njegove kolege u svom članku “Napredni materijali” nude dobar uvod u visoko razvijene materijale, gde daju kratak pregled nekoliko načina na koji se materijali sami zaceljuju. Na primer, neki polimeri već imaju sposobnost da se ponovo međusobno povežu. To se zove “unutrašnje zaceljenje”. Ali, najčešće je samozaceljenje izazvano dodavanjem postojećem materijalu od strane istraživača: oni mogu staviti bakteriju u beton ili u tankom sloju posuti supstancu nalik lepku u zaptivke koje se koriste na brodovima. To je “spoljašnje zaceljenje”.

Samozaceljujući industrijski premazi

“Autonomic Materials” je kompanija koja prodaje samozaceljujuće premaze za brodove i veliku industrijsku opremu. Mnoge od ovih mašina su premazane polimerima koji štite od vremenskih uslova koji mogu dovesti do fatalnih kvarova. Ova kompanija nudi premaze koji osećaju pukotine i koriste sitne kapsule ispunjene smolom da ispune oštećene površine sa novim slojem kore.

Samozaceljujući beton


Građevinski inženjer Henk Jonkers meša bakterije i beton da napravi ono što on zove bio-beton, supstancu koja sama popunjava svoje pukotine i rupe. Šta se dešava? Bakterija raste u pukotini, oslobađa kalcijum karbonat, supstancu sličnu krečnjaku. Rezultat? Pukotine se praktično ispunavaju otpadnim materijalom ovih bakterija koji je izgrađen od ekstremofilnih bakterija koje se razvijaju u ekstremno suvim uslovima.

Izvor

Opširnije o samozaceljujućem/samoobnavljajućem betonu u sledećem postu.
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Poslednja izmena: pre 1 godinu, 9 meseci od Nesha68.

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6304

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Samoobnavljajući biobeton

Nizozemski znanstvenici, koje predvodi Henk Jonkers, su stvorili samoobnavljajući biobeton (biološki beton) koji sam zatvara svoje pukotine, sprječava prodor vode i koroziju armature uz pomoć bakterije roda Bacillus.

Samoobnavljajući biobeton

Pri miješanju, betonu se dodaje kalcij laktat, dušik (azot), fosfor, i posebna vrsta bakterije.

Koristi se posebna bakterija roda Bacillus, koja tolerira visoke alkalne okoline, poput onih u betonu.

Bakterija Bacillus (slika 2)

Milijuni tih bakterija su uključene u agregat tijekom proizvodnje betona uz paketiće kemijske „hrane“ u obliku kalcij laktata.

Bakterija Bacillus se aktivira kad beton pukne ili voda prodre, zatim pretvara dodanu kemijsku „hranu“ u vapnenac (krečnjak), koji se na površini učvršćuje i sanira pukotine. Nakon sanacije, bakterija Bacillus se vraća u latentno stanje.

Bakterija Bacillus je vrlo izdržljiva. Može preživjeti u betonu do 200 godina u latentnom stanju.

Bakterija Bacillus je pronađena i ispitivana u Delft University-u of Technology u Nizozemskoj.

Rad je predvodio znanstvenik, mikrobiolog Henk Jonkers.


Henk Jonkers i njegov tim su četiri godine usavršavali tehniku da izrade samoobnavljajući biobeton. Trebalo im je više od godinu dana da pronađu pravu kombinaciju koja ne utječe negativno na svojstva betona, a zatim još tri godine ispitivanja.

Troškovi bakterije Bacillus su mali u odnosu na dugotrajne troškove održavanja betona, ali nastoje se dodatno umanjiti da samoobnavljajući biobeton bude što isplativiji.

Predviđa se da će se samoobnavljajući biobeton, nakon umanjenja cijene, prvobitno koristiti u gradnji tunela.

Također, samoobnavljajući biobeton će biti odličan za objekte koje je teško održavati, poput podzemnih građevina, autocesta, naftnih platformi i slično.

Nedostaci

Primarni nedostatak je veliko volumno zauzimanje glinenih kuglica koje u sebi imaju samoobnavljajuću bakteriju Bacillus. Samoobnavljajući beton se sastoji od glinenih kuglica koje čine ukupno 20% volumena. Glina je mnogo slabiji agregat od šljunka ili nekog drugog normalnog agregata, čime oslabljuje samoobnavljajući biobeton za oko 25%, te znatno smanjuje tlačnu otpornost. U mnogim građevinama to neće predstavljati veći problem, ali u konstrukcijama gdje je neophodna velika tlačna otpornost, kao kod visokih zgrada, samoobnavljajući biobeton se neće moći koristiti ukoliko se volumen glinenih kuglica ne umanji, na čemu se intenzivno radi.

Sekundarni nedostatak je cijena. Samoobnavljajući biobeton je oko duplo skuplji od standardnog betona. Međutim, samoobnavljajuće svojstvo tog betona dugoročno opravdava njegovu upotrebu. Znanstvenici također rade na ekonomičnijoj verziji bakterije Bacillus, koja bi povećala troškove izrade betona za svega nekoliko eura.

Izvor

Dodatak:

- Blog Tehničkog univerziteta Delfta za praćenje napretka projekta samozaceljujućeg betona
- PDF prezentacija samoobnavljajućeg biobetona
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.

Odg: Pametni materijali pre 1 godinu, 9 meseci #6306

  • Nesha68
  • VAN MREŽE
  • Platinum Boarder
  • Poruka: 750
  • Karma: 79
Primer ubrizgavanja specijalne tekućine za samozaceljenje postojećih betonskih konstrukcija:



- Porous network concrete
- Injection of healing agent

Ubrizgavanje se vrši elektronski i potpuno automatizovano, nakon što ugrađeni senzori detektuju pukotine i naprsline u betonu. A wireless sistem komunikacije omogućava direktan kontakt s kompjuterom (centralom) koji proračunava tačnu količinu potrebne tekućine za ubrizgavanje.

Ovaj novi materijal može znatno da produži vek trajanja postojećih betonskih struktura i time ne samo da doprinese ogromnoj uštedi troškova održavanja, već i održivom razvoju. Pošto je beton glavni doprinosilac emisiji CO2. Za svakih proizvedenih 100 kg betona se emituje oko 20 kg CO2 u atmosferu.
„Izaberite posao koji volite, pa u životu nećete morati raditi ni dana.“ – Konfučije.
Poslednja izmena: pre 1 godinu, 9 meseci od Nesha68.
  • Strana
  • 1
  • 2
Vreme za pravljenje stranice: 0.42 sekundi

Zeitgeist Srbija

E-pošta: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

www.zeitgeistsrbija.org