مواد هوشمند و مواد حافظه دار

چکیده

براي رفاه اقتصادي كشور از آنجايي كه هزينه ايجاد زيرساختهاي شهري بخش اصلي ثروت ملي را تشكيل مي دهد ، توسعه مواد ساختماني و سيستمهاي با راندمان بالا ، كم هزينه و با دوام مهم است . تحقيق و پژوهش درباره مواد هوشمند مي تواند قسمتي از مسائل و مشكلات زيرساختهاي شهري را حل نمايد . فناوريهاي نوين هوا فضا ، پزشكي و مهندسي عمران و شهرسازي در آينده بطور قطع تاثير زيادي از مواد هوشمند خواهند گرفت . آلياژهاي حافظه دار يكي از اين مواد هستند كه با قابليتهاي بي نظير خود، فصل جديدي را در صنايع مختلف از جمله در مواد ساختماني و تاسيسات شهري گشوده اند.

پديده‌هايي نظيــر اصلاح ژنتيك، مشابـه‌سازي انسان و دستكاري ژنــهاي آن، مواد هوشمند، ساخت و توليد چالاك و مولكولي، ميكروسيستم‌هاي يكپارچه، كامپيوترهاي در مقياس نانـومتر و غيره را اگر امـروز درك نكنيم فردا قطعـاً ديـر خواهد بود.

همچنين كلان رونـدهاي امروز جهان تكنولوژي كه علاوه بر رونـد سريع تحولات آن به موضوعاتي نظيـر تشديد ماهيت چند رشته‌اي تكنولوژي و رقابت بر سر راهبــري آن و نيز استمــرار جهانگرايـي و مسائل امنيتـي و دفاعــي ناشـي از آن مي‌پردازند بايستـي مورد توجــه قرار گيرد.

ظهور نتايـج اين تحولات، مسائلــي را نيز به دنبال خواهد داشت. همچنان كه درك توده مردم از تأثيـرات بالقوه اين رونـدها بر فرهنگ و زندگي افزايش مي‌يابد، بايسته است كه تصميم‌هايي در مورد مسائل گوناگون اخلاقي، اقتصادي، قانونـي، محيطي، ايمنــي و ديگر دغدغه‌هاي اجتماعي اتخاذ شود. احتمالاً مهمترين اين مسائـل عبارتنـد از: حريــم خصوصـي اشخاص، شكاف اقتصـادي، تهديـدها و واكنشـهاي فرهنگـي، اخلاقيات بيولوژيك به ويــژه مسائلــي همچون “به نــژادي”، مشابـه‌سازي انسان و اصلاح ژنتيك كه شديدتريـن واكنش‌هاي اخلاقـي و معنـوي را به همراه خواهند داشت.

ماهيت اين مسايل بسيار پيچيـده است، زيرا از يك سو بر مسيـر پيشرفت تكنولوژي و از سوي ديگر ـ مستقيم و غيرمستقيم، بر يكديگر تأثير مي‌گذارند. شهروندان و سياستگذاران نيازمند آنند كه درباره تكنولوژي، اطلاعات كاملي كسب كنند تا با تشخيص و تحليل اين تعامل‌هاي پيچيده بتوانند منـاقشـاتـي را كه پيرامون تكنولوژي وجود دارد به درستـي بفهمند. چنين تلاش‌هايي، مانع از اخذ تصميم‌هـاي ساده‌انگارانــه مي‌شوند؛ منافــع تكنولوژي را با ملاحظه ارزش‌هاي فــردي بيشينه مي‌سازند، و نقاط عطفــي را در فرآيند تصميم‌گيري مشخص مي‌كنند كه در آنها تصميم‌ها مي‌توانند نتايج مطلوبــي به بار آورند بدون آنكه مسائل ناديده و تحليل نشده بتوانند اين تصميم‌ها را خدشـه‌دار كنند.

بشارت‌هاي اميدبخش تكنولوژي در همين جا است و در آينده بيشتر نيز خواهد بود و سراسر جهان را با تأثيرات گستـرده خود در خواهد نورديد. با اين همه، تأثيرات انقلاب تكنولوژي در گوشه و كنار جهان يكسان نخواهد بود و بسته به آمادگي و پذيرش ملت‌ها و ميزان سرمايه‌گذاريها و تصميم‌هايي كه اتخاذ مي‌شود شكل‌هاي متفاوتي پيدا خواهد كرد. خوب يا بد، راه بازگشتي وجود ندارد، زيرا پاره‌اي از جوامع در مسير اين انقلاب قرار گرفته‌اند و براي بهره‌برداري حداكثر از نتايج و منافع آن آماده شده‌اند. روند جهانگرايـي نيز محيط زندگي همه جوامع را تغيير خواهد داد. نقش‌آفرينــي اين پيشرفت‌ها در صحنــه جهانـي، سيماي جهان را به كلي متحول خواهد كرد و بايستي ايران ما نيز در متن اين تحول قرار گيرد. که یکی از جدیدترین علوم موادهوشمند می باشد.

مواد هوشمند کاربردهای زیادی دارند که در زیر به بخشی از آن ها اشاره می شود:

• موادغذایی مدرن یا هوشمند

مواد غذایی طبیعی زیادی هوشمندند و در گرما و نور دارای تغییرات رورسیبلی هستند چنین مشخصات کاری تقریبا همیشه در غذاها به کار گرفته می شود مثل موادی که وقتی گرم می شوند ضخامت آن ها افزایش می یابد، اما وقتی سرد می شوند به شکل اول بر می گردند (پیترا و دسر) از انواع موادغذایی مدرن آنتی اکسید، آنزیم تعدیل کننده، Tvp، Quorn، Tofu است.

• پارچه های مدرن یا هوشمند

این پارچه ها در لباس های ورزشی و امنیتی کاربرد زیادی دارد. لباس هایی که به صورت میکرو کپسول در  می آید از این نوعند.  پارچه های هوشمند همچنین کاربرد زیادی در پزشکی دارند الیاف کنترل آلرژی برای افرادی که آلرژی دارند و الیاف ضد باکتری و ضد میکروب در جوراب ها و حوله ها  از این نوعند.

• مواد هوشمند در سیستم های کنترل

مثالی از این مواد هوشمند و مدرن پلیمر های رسانا، کریستال های مایع، Colour_Changing و ژل های کنترل حرکت است. ژل های کنترل حرکت مثل گریس هوشمند حرکت اجزا را کنترل می کند که در لوله های میکروسکوپهای روبشی، مقاومت های متغییر و فنر بازگشتی سی دی درایورها کاربرد دارند. از انواع مواد هوشمند SMA ها(سیم های هوشمند، فنر های هوشمند)، تکنولوژی کریستال مایع(فیلم ترمودینامیکی)، ژل های کنترل حرکت(گریس هوشمند) است.

• پوششهای هوشمند

پيشرفت هاي اخير در زمينه مهندسي سطح با استفاده از پوشش هاي هوشمند و تكنولوژي هاي پوشش دهي كنترل بهتر اصطكاك و سايش را در تماس هاي سطحي ارائه مي دهد. در برخي از پوشش ها به علت جذب سولفورها و فسفرها باعث كاهش ويسكوزيته شده و خواص روانروي بهتري را در سيال موجب مي شوند. جديد ترين تكنولوژي هاي در دست انجام منجر به توليد نانوكامپوزيت ها و نانوپوشش هاي ابرساختار شده است كه به افزايش عمر قطعه پوشش داده شده و كاربردهاي ديگر توليد خواهد پرداخت.