ахбор

Маводи графен

Графен як маводи беназирест, ки аз як қабати атомҳои карбон иборат аст. Он ноқилияти бениҳоят баланди барқро нишон медиҳад, ки ба 10⁶ S/m мерасад - 15 маротиба нисбат ба мис - онро ба маводе табдил медиҳад, ки муқовимати барқии пасттарин дар рӯи замин аст. Маълумот инчунин нишон медиҳад, ки гузариши он метавонад ба 1515,2 С / см мерасад. Дар соҳаи маводи полимерӣ, графен потенсиали бузурги татбиқро дорад.

Вақте ки ҳамчун як иловаи баландсифат дар маводи полимерӣ дохил карда мешавад, графен гузарониши барқ ​​ва муқовимати фарсудашавиро ба таври назаррас афзоиш медиҳад. Илова кардани графен гузариши моддиро ба таври назаррас афзоиш дода, иҷрои аъло дар дастгоҳҳои электронӣ, батареяҳо ва барномаҳои шабеҳро таъмин мекунад. Қуввати баланди он инчунин хосиятҳои механикии маводи сохтории полимериро беҳтар мекунад ва онро барои бахшҳои серталаб, ба мисли истеҳсоли кайҳонӣ ва мошинсозӣ мувофиқ месозад.

Композитҳои нахи карбон баландсифат

Нахи карбон маводест, ки мисли пар сабук аст, аммо мисли пӯлод қавӣ ва дар манзараи мавод мавқеи ҳалкунанда дорад. Бо истифода аз зичии паст ва қувваи баланди нахи карбон, ҳам дар истеҳсоли мошинсозӣ ва ҳам дар соҳаи аэрокосмос барномаҳои муҳимро пайдо мекунад.

Дар истеҳсоли мошин, он барои чаҳорчӯбаҳои бадан ва истеҳсоли ҷузъҳо истифода мешавад, ки қувваи умумии мошинро афзоиш медиҳад ва ҳангоми кам кардани вазн ва баланд бардоштани самаранокии сӯзишворӣ. Дар кайҳон, он ҳамчун маводи беҳтарин барои ҷузъҳои сохтории ҳавопаймо хидмат мекунад, ки вазни ҳавопайморо самаранок коҳиш медиҳад, масрафи энергияро коҳиш медиҳад ва иҷрои парвозро беҳтар мекунад.

Маводҳои пешрафтаи нимноқил

Дар замони имрӯзаи пешрафти босуръати технологияҳои иттилоотӣ, дар тамоми соҳаҳо талабот ба навсозии технологӣ зиёд аст. Саноати истеҳсоли электроника талаботи махсусан намоён ва пайваста афзоянда ба маводи нимноқилҳои баландсифатро намоиш медиҳад. Сифати маводи нимноқилӣ ҳамчун асоси асосии технологияи электронии муосир суръати кор, самаранокӣ ва фаъолияти дастгоҳҳои электрониро мустақиман муайян мекунад.

Дар сатҳи микроскопӣ, хусусиятҳо ба монанди хосиятҳои электрикӣ, сохтори кристаллӣ ва мундариҷаи наҷосат ба кори дастгоҳи электронӣ ба таври назаррас таъсир мерасонанд. Масалан, маводи нимноқил бо ҳаракати баландтари интиқолдиҳанда имкон медиҳад, ки ҳаракати электронҳоро тезтар ва суръати ҳисобкуниро баланд бардорад. Сохторҳои булӯри тоза парокандашавии электронҳоро коҳиш дода, самаранокии амалиётиро боз ҳам баланд мебардоранд.

Дар барномаҳои амалӣ, ин маводи нимноқилҳои баландсифат барои истеҳсоли дастгоҳҳои электронии тезтар ва муассиртар, аз қабили смартфонҳо, протсессори компютерӣ ва микросхемаҳои алоқаи баландсуръат замина эҷод мекунанд. Онҳо ба миниатюризатсия ва иҷрои баланди дастгоҳҳои электронӣ имкон медиҳанд, ки модулҳои функсионалии бештарро дар фазои маҳдуд муттаҳид кунанд. Ин ба иҷрои вазифаҳои мураккабтари ҳисоббарорӣ ва коркард, қонеъ кардани талаботи рӯзафзуни ба даст овардан ва коркарди иттилоот мусоидат мекунад. Маводи қатрон, ки бо истеҳсоли нимноқилҳо алоқаманданд, сазовори таваҷҷӯҳ аст.

Маводҳои чопи 3D

Аз металлҳо то пластикӣ, пешрафти технологияи чопи 3D ба дастгирии гуногуни моддӣ такя мекунад, ки ин маводҳо дорои барномаҳои васеъ ва аҳамияти назаррас дар соҳаи маводи полимерӣ мебошанд.

Маводҳои металлӣ дар чопи 3D барои истеҳсоли ҷузъҳое истифода мешаванд, ки қувват ва дақиқии баландро талаб мекунанд, ба монанди қисмҳои муҳаррик дар аэрокосмос ва имплантатҳои металлӣ дар дастгоҳҳои тиббӣ. Маводҳои пластикӣ, ки бо хосиятҳои гуногун ва осонии коркардашон, дар чопи 3D боз ҳам васеътар истифода мешаванд.

Маводҳои полимерӣ як ҷузъи муҳими маводи чопи 3D-ро ташкил медиҳанд ва имкони бештари технологияро мекушоянд. Полимерҳои махсусгардонидашуда бо мутобиқати аълои биологӣ имкон медиҳанд, ки матоъҳои биоинженерӣ чоп карда шаванд. Баъзе полимерҳо дорои хосиятҳои беназири оптикӣ ё электрикӣ мебошанд, ки ба талаботи мушаххаси татбиқ ҷавобгӯ мебошанд. Термопластикҳо, ки тавассути гармкунӣ гудохта мешаванд, имкон медиҳанд, ки қабат ба қабат барои зуд сохтани шаклҳои мураккаб ҷойгир карда шаванд ва онҳоро дар прототипсозии маҳсулот ва мутобиқсозии фардӣ васеъ истифода баранд.

Ин дастгирии моддии гуногун ба технологияи чопи 3D имкон медиҳад, ки маводи мувофиқро барои истеҳсол дар асоси талаботҳои гуногун интихоб кунад ва истеҳсоли талаботро ба воқеият табдил диҳад. Новобаста аз он ки барои фармоиш додани ҷузъҳо дар истеҳсоли саноатӣ ё истеҳсоли таҷҳизоти тиббии фардӣ дар соҳаи тандурустӣ, чопи 3D захираҳои васеи моддии худро барои ноил шудан ба истеҳсоли муассир ва дақиқ ва таҳрики тағйироти инқилобӣ дар соҳаҳои гуногун истифода мебарад.

Маводҳои супергузаронанда

Ҳамчун маводҳои дорои хосиятҳои физикии беназир, суперноқилҳо дар соҳаи материалшиносӣ, бахусус дар барномаҳои марбут ба интиқоли ҷараёни барқ ​​​​ва падидаҳои электромагнитӣ мавқеи бениҳоят муҳимро ишғол мекунанд. Хусусияти барҷастатарини маводи суперноқил қобилияти гузаронидани ҷараёни барқро бо муқовимати сифр дар шароити мушаххас дорад. Ин амвол ба суперноқилҳо дорои потенсиали бузург барои татбиқ дар соҳаи интиқоли барқ ​​медиҳад.

Дар равандҳои анъанавии интиқоли барқ, муқовимате, ки ба ноқилҳо хос аст, боиси талафоти зиёди энергия дар шакли гармӣ мегардад. Татбиқи маводи суперноқил ваъда медиҳад, ки ин вазъро тағир медиҳад. Вақте ки дар хатҳои интиқоли барқ ​​истифода мешаванд, ҷараён аз онҳо бидуни монеа мегузарад ва дар натиҷа талафоти нерӯи барқ ​​​​қариб сифр мешавад. Ин самаранокии интиқолро ба таври назаррас афзоиш медиҳад, партовҳои энергияро коҳиш медиҳад ва таъсири муҳити зистро кам мекунад.

Маводҳои суперноқилӣ инчунин дар интиқоли магнитӣ нақши муҳим мебозанд. Поездҳои Маглев аз майдонҳои магнитии пурқуввате, ки аз маводи суперноқил тавлид мешаванд, барои мутақобила бо майдонҳои магнитии роҳ истифода мебаранд ва ба қатор имкон медиҳанд, ки бо суръати баланд парвоз кунанд ва кор кунанд. Хусусияти муқовимати сифрии маводи суперноқил тавлид ва нигоҳдории устувори майдонҳои магнитиро таъмин намуда, қувваҳои пайвастаи левитатсионӣ ва ҳаракатро таъмин мекунад. Ин имкон медиҳад, ки қатораҳо бо суръати баландтар бо кори осонтар ҳаракат кунанд ва усулҳои анъанавии ҳамлу нақлро ба таври куллӣ тағир диҳанд.

Дурнамои татбиқи маводи суперноқилӣ бениҳоят васеъ аст. Ғайр аз таъсири назарраси онҳо дар интиқоли нерӯи барқ ​​​​ва интиқоли магнитӣ, онҳо арзиши потенсиалиро дар дигар соҳаҳо, ба монанди технологияи томографияи магнитии резонансӣ (MRI) дар таҷҳизоти тиббӣ ва суръатбахшҳои зарраҳо дар таҳқиқоти физикаи энергияи баланд доранд.

Маводҳои Smart Bionic

Дар доираи васеи илми материалшиносӣ як синфи махсуси маводҳо мавҷуд аст, ки сохторҳои биологии дар табиат мавҷудбударо тақлид мекунанд ва хосиятҳои ҳайратангез нишон медиҳанд. Ин маводҳо дар бахши маводи полимерӣ аҳамияти калон доранд. Онҳо метавонанд ба тағйироти муҳити зист, худтаъмиркунӣ ва ҳатто худтанзимкунӣ ҷавоб диҳанд.

Баъзе маводи полимерии интеллектуалӣ дорои хусусиятҳое мебошанд, ки сохторҳои биологиро тақлид мекунанд. Масалан, баъзе гидрогелҳои полимерӣ аз матритсаи берун аз ҳуҷайра, ки дар бофтаҳои биологӣ мавҷуданд, илҳоми сохторӣ мегиранд. Ин гидрогелҳо метавонанд тағирёбии намиро дар муҳити худ эҳсос кунанд: вақте ки намӣ паст мешавад, онҳо барои кам кардани талафоти об қарор мегиранд; ва васеъ кунед, то вақте ки намӣ баланд шавад, намӣ бирӯяд ва ба ин васила ба сатҳи намии муҳити зист посух диҳад.

Дар мавриди худтабобаткунӣ, баъзе маводи полимерӣ, ки дорои пайвандҳои махсуси кимиёвӣ ё микроструктураҳо мебошанд, метавонанд пас аз осеб ба таври худкор худро барқарор кунанд. Масалан, полимерҳои дорои пайвандҳои динамикии ковалентӣ метавонанд ин пайвандҳоро дар шароити мушаххас ҳангоми пайдо шудани тарқишҳои рӯизаминӣ, шифо додани зарар ва барқарор кардани якпорчагӣ ва иҷрои маводро барқарор кунанд.

Барои функсияи худтозакунӣ, баъзе маводи полимерӣ ба ин тавассути сохторҳои махсуси рӯизаминӣ ё тағироти кимиёвӣ ноил мешаванд. Масалан, баъзе маводи пӯшиши полимерӣ дорои сохторҳои микроскопӣ мебошанд, ки ба баргҳои лотус монанданд. Ин микроструктура ба қатраҳои об имкон медиҳад, ки дар рӯи мавод маҳтобӣ ба вуҷуд оранд ва зуд ғелонда, ҳамзамон чанг ва лойро аз худ дур кунанд ва ба ин васила ба таъсири худтозакунӣ ноил шаванд.

Маводҳои биологӣ вайроншаванда

Дар ҷомеаи имрӯза мушкилоти экологӣ шадид буда, ифлосшавии доимӣ ба экосистемаҳо таҳдид мекунад. Дар доираи мавод,маводи биологӣ вайроншавандаҳамчун ҳалли устувор, ки бартариятҳои беназир ва арзиши назарраси татбиқро нишон медиҳанд, махсусан дар соҳаи маводи полимерӣ таваҷҷӯҳи зиёд ба даст оварданд.

Дар соҳаи тиб маводи биологии вайроншаванда нақши ҳалкунанда мебозад. Масалан, дарзҳое, ки барои бастани захм истифода мешаванд, аксар вақт аз маводи полимерии биологӣ вайроншаванда сохта мешаванд. Ин маводҳо дар ҷараёни муолиҷаи захм тадриҷан таназзул карда, зарурати хориҷ кардан ва коҳиш додани нороҳатии бемор ва хатари сироятро коҳиш медиҳад.

Ҳамзамон, полимерҳои биологӣ дар муҳандисии бофтаҳо ва системаҳои интиқоли маводи мухаддир васеъ истифода мешаванд. Онҳо ҳамчун деворҳои ҳуҷайра хидмат мекунанд, ки дастгирии сохториро барои афзоиши ҳуҷайра ва таъмири бофта таъмин мекунанд. Ин маводҳо бо мурури замон бе тарк кардани пасмондаҳо дар бадан хароб мешаванд ва ба ин васила аз хатарҳои эҳтимолии саломатӣ канорагирӣ мекунанд.

Дар бахши бастабандӣ, маводи биологӣ потенсиали истифодаи васеъ доранд. Бастаҳои пластикии анъанавӣ хароб кардан душвор аст, ки боиси ифлосшавии доимии сафед мегардад. Маҳсулоти бастабандӣ, ки аз полимерҳои биологии вайроншаванда, ба монанди халтаҳои пластикӣ ва қуттиҳо сохта шудаанд, пас аз истифода тавассути таъсири микробҳо дар муҳити табиӣ тадриҷан ба моддаҳои безарар таҷзия мешаванд ва ифлосшавии доимиро коҳиш медиҳанд. Масалан, маводи бастабандии кислотаи полилактикӣ (PLA) хосиятҳои хуби механикӣ ва коркардро барои қонеъ кардани талаботи асосии бастабандӣ дар ҳоле пешниҳод мекунанд, ки ҳангоми биологӣ вайроншаванда мебошанд ва онҳоро алтернативаи беҳтарин мегардонанд.

Наноматериалҳо

Дар пешрафти ҷории илми маводшиносӣ, наноматериалҳо ба далели хосиятҳои беназири худ ва қобилияти коркарди материя дар миқёси микроскопӣ ҳамчун нуқтаи доғи таҳқиқот ва татбиқ пайдо шуданд. Онҳо инчунин дар соҳаи маводи полимерӣ мавқеи назаррас доранд. Бо назорати материя дар миқёси наномикёс, ин маводҳо хосиятҳои фарқкунандаи худро нишон медиҳанд, ки метавонанд дар соҳаи тиб, энергетика ва электроника саҳми назаррас гузоранд.

Дар соҳаи тиб, хосиятҳои беназири наноматериалҳо барои ташхис ва табобати беморӣ имкониятҳои нав фароҳам меоранд. Масалан, баъзе маводҳои нанополимерӣ метавонанд ҳамчун воситаҳои интиқоли маводи мухаддир таҳия карда шаванд. Ин интиқолдиҳандагон ба таври дақиқ доруҳоро ба ҳуҷайраҳои бемор интиқол медиҳанд ва самаранокии табобатро баланд мебардоранд ва ҳангоми кам кардани зарар ба бофтаҳои солим. Илова бар ин, наноматериалҳо дар тасвири тиббӣ истифода мешаванд - масалан, агентҳои контрасти наномикёс, равшанӣ ва дақиқии тасвирро баланд мебардоранд ва ба табибон дар ташхиси дақиқтари беморӣ кӯмак мекунанд.

Дар соҳаи энергетика, наноматериалҳо ба ҳамин монанд потенсиали бузургро нишон медиҳанд. Масалан, нанокомпозитҳои полимериро гиред, ки дар технологияи батарея истифода мешаванд. Дохил кардани наноматериалҳо метавонад зичии энергетикии батарея ва самаранокии барқро/разрядро зиёд кунад ва ба ин васила кори умумиро беҳтар кунад. Барои ҳуҷайраҳои офтобӣ, наноматериалҳои муайян метавонанд азхудкунии рӯшноӣ ва самаранокии табдилро афзоиш дода, иқтидори тавлиди нерӯи дастгоҳҳои фотоэлектрикӣ афзоянд.

Татбиқи наноматериалҳо низ дар электроника босуръат васеъ мешаванд. Маводҳои полимерии наномикёс имкон медиҳанд, ки ҷузъҳои электронии хурдтар ва самараноктар истеҳсол карда шаванд. Масалан, рушди нанотранзисторҳо имкон медиҳад, ки ҳамгироии бештар ва тезтар кор дар дастгоҳҳои электронӣ. Илова бар ин, наноматериалҳо ба эҷоди электроникаи чандир мусоидат намуда, талаботи афзояндаро ба дастгоҳҳои электронии сайёр ва хамшавандаро қонеъ мегардонанд.

Дар ҷамъбаст

Пешрафти ин мавод на танҳо ба навовариҳои технологӣ мусоидат хоҳад кард, балки инчунин имкониятҳои навро барои ҳалли мушкилоти глобалӣ дар соҳаи энергетика, муҳити зист ва саломатӣ фароҳам меорад.