хабарҳо

Маводи графен

Графен маводи беназирест, ки аз як қабати атомҳои карбон иборат аст. Он гузаронандагии барқии бениҳоят баландро нишон медиҳад ва ба 10⁶ S/m мерасад — 15 маротиба аз мис — ки онро маводе мегардонад, ки муқовимати барқии пасттарин дар Замин дорад. Маълумот инчунин нишон медиҳанд, ки гузаронандагии он метавонад ба 1515,2 S/cm расад. Дар соҳаи маводҳои полимерӣ, графен дорои имкониятҳои бузурги татбиқӣ мебошад.

Вақте ки графен ҳамчун иловаи баландсифат дар маводҳои полимерӣ истифода мешавад, гузаронандагии барқӣ ва муқовимати фарсудашавиро ба таври назаррас беҳтар мекунад. Илова кардани графен гузаронандагии маводро ба таври назаррас афзоиш медиҳад ва дар дастгоҳҳои электронӣ, батареяҳо ва барномаҳои шабеҳ самаранокии аълоро таъмин мекунад. Қувваи баланди он инчунин хосиятҳои механикии маводҳои сохтории полимерро беҳтар мекунад ва онро барои бахшҳои дорои талаботи баланд ба монанди истеҳсоли аэрокосмос ва автомобилсозӣ мувофиқ мегардонад.

Композитҳои нахи карбонии баландсифат

Нахи карбон маводест, ки мисли пар сабук ва дар айни замон мисли пӯлод мустаҳкам аст ва дар соҳаи мавод мавқеи муҳимро ишғол мекунад. Бо истифода аз зичии паст ва мустаҳкамии баланди худ, нахи карбон дар истеҳсоли автомобил ва кайҳонӣ татбиқи муҳимро пайдо мекунад.

Дар истеҳсоли автомобилҳо, он барои сохтани чаҳорчӯбаҳои кузов ва қисмҳои он истифода мешавад, ки қувваи умумии воситаи нақлиётро беҳтар мекунад ва дар айни замон вазнро кам мекунад ва самаранокии сӯзишвориро беҳтар мекунад. Дар соҳаи кайҳонӣ, он ҳамчун маводи беҳтарин барои ҷузъҳои сохтории ҳавопаймо хизмат мекунад ва вазни ҳавопайморо самаранок кам мекунад, истеъмоли энергияро кам мекунад ва самаранокии парвозро беҳтар мекунад.

Маводҳои пешрафтаи нимноқилӣ

Дар давраи имрӯзаи пешрафти босуръати технологияҳои иттилоотӣ, талабот ба навсозиҳои технологӣ дар ҳама бахшҳо зиёд аст. Саноати истеҳсоли электроника ниёз ба маводҳои нимноқилҳои баландсифатро махсусан намоён ва пайваста афзоиш медиҳад. Ҳамчун пояи асосии технологияи муосири электронӣ, сифати маводҳои нимноқил мустақиман суръати корӣ, самаранокӣ ва функсионалии дастгоҳҳои электрониро муайян мекунад.

Дар сатҳи микроскопӣ, хусусиятҳо ба монанди хосиятҳои электрикӣ, сохтори булӯрӣ ва миқдори ифлосӣ ба кори дастгоҳҳои электронӣ таъсири назаррас мерасонанд. Масалан, маводҳои нимноқилӣ бо ҳаракати баланди интиқолдиҳандаҳо имкон медиҳанд, ки ҳаракати электрон тезтар шавад ва суръати ҳисоббарориро афзоиш диҳанд. Сохторҳои булӯрии тозатар парокандагии электронро кам мекунанд ва самаранокии амалиётиро боз ҳам беҳтар мекунанд.

Дар татбиқи амалӣ, ин маводҳои нимноқилҳои баландсифат асоси истеҳсоли дастгоҳҳои электронии зудтар ва самараноктар ба монанди смартфонҳо, протсессорҳои компютерӣ ва чипҳои алоқаи баландсуръатро ташкил медиҳанд. Онҳо имкон медиҳанд, ки миниатюризатсия ва самаранокии баланди дастгоҳҳои электронӣ ба даст оварда шаванд ва модулҳои функсионалии бештар дар фазои маҳдуд муттаҳид карда шаванд. Ин иҷрои вазифаҳои мураккабтари ҳисоббарорӣ ва коркардро осон мекунад ва талаботи афзояндаи ба даст овардан ва коркарди иттилоотро қонеъ мегардонад. Маводҳои қатронӣ, ки ба истеҳсоли нимноқилҳо алоқаманданд, сазовори таваҷҷӯҳ мебошанд.

Маводҳои чопи 3D

Аз металлҳо то пластикҳо, пешрафти технологияи чопи 3D ба дастгирии гуногуни мавод такя мекунад, ки ин маводҳо дар соҳаи маводҳои полимерӣ татбиқи васеъ ва аҳамияти назаррас доранд.

Маводҳои металлӣ дар чопи 3D барои истеҳсоли ҷузъҳое, ки ба мустаҳкамӣ ва дақиқии баланд ниёз доранд, ба монанди қисмҳои муҳаррик дар аэрокосмос ва имплантатҳои металлӣ дар дастгоҳҳои тиббӣ истифода мешаванд. Маводҳои пластикӣ, ки бо хосиятҳои гуногун ва осонии коркарди худ истифода мешаванд, дар чопи 3D татбиқи боз ҳам васеътар пайдо кардаанд.

Маводҳои полимерӣ ҷузъи муҳими маводҳои чопи 3D мебошанд, ки имкониятҳои бештарро барои ин технология фароҳам меоранд. Полимерҳои махсус бо мутобиқати аъло имкон медиҳанд, ки тахтаҳои бофтаи биомуҳандисӣ чоп карда шаванд. Баъзе полимерҳо дорои хосиятҳои беназири оптикӣ ё электрикӣ мебошанд, ки ба талаботи мушаххаси истифода ҷавобгӯ мебошанд. Термопластикаҳо, ки тавассути гармкунӣ гудохта мешаванд, имкон медиҳанд, ки қабат ба қабат барои истеҳсоли босуръати шаклҳои мураккаб таҳшин карда шаванд, ки онҳоро ба таври васеъ дар прототипсозии маҳсулот ва фардӣ кардани фардӣ истифода мебаранд.

Ин дастгирии гуногуни мавод ба технологияи чопи 3D имкон медиҳад, ки маводҳои мувофиқро барои истеҳсолот вобаста ба талаботи гуногун интихоб кунад ва истеҳсоли дархостро амалӣ гардонад. Новобаста аз он ки барои фармоиш додани ҷузъҳо дар истеҳсоли саноатӣ ё истеҳсоли дастгоҳҳои тиббии фардӣ дар соҳаи тандурустӣ, чопи 3D аз захираҳои васеи маводи худ барои ноил шудан ба истеҳсолоти самаранок ва дақиқ истифода мебарад ва тағйироти инқилобӣ дар соҳаҳои гуногунро ба вуҷуд меорад.

Маводҳои фавқулодданоқил

Ҳамчун маводе, ки дорои хосиятҳои беназири физикӣ мебошанд, фавқуноқилҳо дар илми маводшиносӣ, бахусус дар татбиқҳое, ки интиқоли ҷараёни электрикӣ ва падидаҳои электромагнитӣ доранд, мавқеи бениҳоят муҳимро ишғол мекунанд. Хусусияти барҷастатарини маводҳои фавқуноқил қобилияти онҳо барои гузаронидани ҷараёни электрикӣ бо муқовимати сифр дар шароити мушаххас мебошад. Ин хосият ба фавқуноқилҳо имкониятҳои бузурге барои истифода дар соҳаи интиқоли барқ ​​медиҳад.

Дар равандҳои анъанавии интиқоли барқ, муқовимати хоси ноқилҳо боиси талафоти назарраси энергия дар шакли гармӣ мегардад. Истифодаи маводҳои фавқулодда ноқил ваъда медиҳад, ки ин вазъиятро тағйир медиҳад. Ҳангоми истифода дар хатҳои интиқоли барқ, ҷараён бемамониат аз онҳо мегузарад ва қариб ба сифр талафоти энергияи барқ ​​оварда мерасонад. Ин самаранокии интиқолро ба таври назаррас афзоиш медиҳад, исрофи энергияро кам мекунад ва таъсири экологӣ ба онро кам мекунад.

Маводҳои фавқуттабиӣ инчунин дар интиқоли левитатсияи магнитӣ нақши муҳим доранд. Қатораҳои маглев аз майдонҳои пуриқтидори магнитии тавлидшуда, ки аз ҷониби маводҳои фавқуттабиӣ тавлид мешаванд, барои ҳамкорӣ бо майдонҳои магнитии роҳ истифода мебаранд, ки ба қатора имкон медиҳад, ки ба левитатсия равад ва бо суръати баланд кор кунад. Хусусияти муқовимати сифрии маводҳои фавқуттабиӣ тавлиди устувор ва нигоҳдории майдонҳои магнитиро таъмин мекунад ва қувваҳои левитатсия ва ҳаракатдиҳии мунтазамро таъмин мекунад. Ин ба қатораҳо имкон медиҳад, ки бо суръати баландтар бо кори ҳамвортар ҳаракат кунанд ва усулҳои анъанавии нақлиётро ба куллӣ тағйир диҳанд.

Дурнамои истифодаи маводҳои фавқуттабиӣ бениҳоят васеъ аст. Ғайр аз таъсири назарраси онҳо дар интиқоли барқ ​​ва интиқоли левитатсияи магнитӣ, онҳо дар дигар соҳаҳо, ба монанди технологияи аксбардории магнитӣ-резонансӣ (MRI) дар таҷҳизоти тиббӣ ва суръатбахшҳои зарраҳо дар таҳқиқоти физикаи энергияҳои баланд, арзиши эҳтимолӣ доранд.

Маводҳои бионикии интеллектуалӣ

Дар доираи васеи илми маводшиносӣ, як синфи махсуси маводҳо мавҷуданд, ки сохторҳои биологии дар табиат мавҷудбударо тақлид мекунанд ва хосиятҳои аҷибе нишон медиҳанд. Ин маводҳо дар бахши маводи полимерӣ аҳамияти назаррас доранд. Онҳо метавонанд ба тағйироти муҳити зист вокуниш нишон диҳанд, худтаъмир шаванд ва ҳатто худтоза шаванд.

Баъзе маводҳои полимерии оқилона дорои хусусиятҳое мебошанд, ки сохторҳои биологиро тақлид мекунанд. Масалан, баъзе гидрогелҳои полимерӣ илҳоми сохториро аз матритсаи берунҳуҷайравие, ки дар бофтаҳои биологӣ мавҷуданд, мегиранд. Ин гидрогелҳо метавонанд тағйироти намӣ дар муҳити худро ҳис кунанд: вақте ки намӣ кам мешавад, онҳо барои кам кардани талафоти об фишурда мешаванд; ва ҳангоми афзоиши намӣ барои ҷаббида гирифтани намӣ васеъ мешаванд ва бо ин васила ба сатҳи намӣ дар муҳити зист вокуниш нишон медиҳанд.

Дар мавриди худшифоёбӣ, баъзе маводҳои полимерӣ, ки дорои пайвандҳои махсуси кимиёвӣ ё микросохторҳо мебошанд, метавонанд пас аз осеб ба таври худкор худро барқарор кунанд. Масалан, полимерҳо бо пайвандҳои ковалентии динамикӣ метавонанд ин пайвандҳоро дар шароити мушаххас ҳангоми пайдо шудани тарқишҳои сатҳӣ аз нав ташкил кунанд, осебро шифо диҳанд ва якпорчагӣ ва кори маводро барқарор кунанд.

Барои функсияи худтозакунӣ, баъзе маводҳои полимерӣ инро тавассути сохторҳои махсуси сатҳӣ ё тағйироти кимиёвӣ ба даст меоранд. Масалан, баъзе маводҳои рӯйпӯши полимерӣ дорои сохторҳои микроскопӣ мебошанд, ки ба баргҳои лотос монанданд. Ин микросохтор ба қатраҳои об имкон медиҳад, ки дар сатҳи мавод муҳраҳо ташкил кунанд ва зуд ғелонда шаванд ва ҳамзамон чанг ва лойро дур кунанд ва бо ин васила ба таъсири худтозакунӣ ноил шаванд.

Маводҳои биологӣ вайроншаванда

Дар ҷомеаи имрӯза, мушкилоти экологӣ ҷиддӣ буда, ифлосшавии доимӣ ба экосистемаҳо таҳдид мекунад. Дар соҳаи мавод,маводҳои биологӣ вайроншавандаҳамчун роҳҳои ҳалли устувор таваҷҷӯҳи зиёдро ҷалб кардаанд ва бартариҳои беназир ва арзиши назарраси татбиқро, махсусан дар соҳаи маводҳои полимерӣ, нишон медиҳанд.

Дар соҳаи тиб, маводҳои биологӣ вайроншаванда нақши муҳим доранд. Масалан, дӯзандагӣ, ки барои пӯшидани захм истифода мешаванд, аксар вақт аз маводи полимерии биологӣ вайроншаванда сохта мешаванд. Ин маводҳо дар раванди шифоёбии захм тадриҷан вайрон мешаванд ва зарурати бартараф кардани онҳоро аз байн мебаранд ва нороҳатии бемор ва хатари сироятёбиро коҳиш медиҳанд.

Ҳамзамон, полимерҳои биологӣ вайроншаванда дар муҳандисии бофтаҳо ва системаҳои интиқоли доруворӣ ба таври васеъ истифода мешаванд. Онҳо ҳамчун тахтапушти ҳуҷайравӣ хизмат мекунанд ва дастгирии сохториро барои афзоиши ҳуҷайраҳо ва таъмири бофтаҳо таъмин мекунанд. Ин маводҳо бо мурури замон бе гузоштани боқимондаҳо дар бадан вайрон мешаванд ва бо ин васила аз хатарҳои эҳтимолии саломатӣ пешгирӣ мекунанд.

Дар бахши бастабандӣ, маводҳои биологӣ таҷзияшаванда дорои имкониятҳои бузурги истифода мебошанд. Таҷзияи бастабандии анъанавии пластикӣ душвор аст, ки боиси ифлосшавии доимии сафед мегардад. Маҳсулоти бастабандии аз полимерҳои биологӣ таҷзияшаванда, ба монанди халтаҳо ва қуттиҳои пластикӣ, пас аз истифода тавассути таъсири микробҳо дар муҳити табиӣ тадриҷан ба моддаҳои безарар таҷзия мешаванд ва ифлосшавии доимиро коҳиш медиҳанд. Масалан, маводҳои бастабандии кислотаи полилактикӣ (PLA) хосиятҳои хуби механикӣ ва коркардро барои қонеъ кардани талаботи асосии бастабандӣ пешниҳод мекунанд ва дар айни замон биологӣ таҷзияшаванда мебошанд, ки онҳоро алтернативаи беҳтарин мегардонад.

Наномаводҳо

Дар пешрафти пайвастаи илми маводшиносӣ, наноматериалҳо бо сабаби хосиятҳои беназири худ ва қобилияти коркарди модда дар миқёси микроскопӣ ҳамчун як нуқтаи муҳими тадқиқот ва татбиқ пайдо шудаанд. Онҳо инчунин дар соҳаи маводҳои полимерӣ мавқеи назаррас доранд. Бо идоракунии модда дар миқёси нано, ин маводҳо хосиятҳои фарқкунандаеро нишон медиҳанд, ки метавонанд дар тиб, энергетика ва электроника саҳми назаррас гузоранд.

Дар соҳаи тиб, хосиятҳои беназири наноматериалҳо имкониятҳои навро барои ташхис ва табобати бемориҳо фароҳам меоранд. Масалан, баъзе маводҳои нанополимерӣ метавонанд ҳамчун воситаҳои интиқоли доруҳои мақсаднок тарҳрезӣ шаванд. Ин интиқолдиҳандагон доруҳоро ба таври дақиқ ба ҳуҷайраҳои бемор мерасонанд, ки самаранокии табобатиро афзоиш медиҳанд ва ҳамзамон зарарро ба бофтаҳои солим кам мекунанд. Илова бар ин, наноматериалҳо дар тасвири тиббӣ истифода мешаванд - масалан, агентҳои контрасти наноандоза равшанӣ ва дақиқии тасвирро беҳтар мекунанд ва ба табибон дар ташхиси дақиқтари беморӣ кӯмак мекунанд.

Дар бахши энергетика, наномаводҳо низ имкониятҳои бузурге нишон медиҳанд. Масалан, нанокомпозитҳои полимериро гиред, ки дар технологияи батарея истифода мешаванд. Дохил кардани наномаводҳо метавонад зичии энергия ва самаранокии пуркунӣ/холӣ кардани батареяро афзоиш диҳад ва бо ин васила самаранокии умумии онро беҳтар созад. Барои батареяҳои офтобӣ, баъзе наномаводҳо метавонанд самаранокии ҷабби нур ва табдили онро афзоиш диҳанд ва иқтидори истеҳсоли нерӯи барқро дар дастгоҳҳои фотоэлектрикӣ афзоиш диҳанд.

Истифодаи наномаводҳо дар электроника низ босуръат густариш меёбад. Маводҳои полимерии наноандоза имкон медиҳанд, ки ҷузъҳои электронии хурдтар ва баландсифат истеҳсол карда шаванд. Масалан, таҳияи нанотранзисторҳо имкон медиҳад, ки дар дастгоҳҳои электронӣ ҳамгироии бештар ва кори тезтар ба роҳ монда шавад. Илова бар ин, наномаводҳо ба эҷоди электроникаи чандир мусоидат мекунанд ва талаботи афзоянда ба дастгоҳҳои электронии сайёр ва хамшавандаро қонеъ мегардонанд.

Дар ҷамъбаст

Пешрафти ин маводҳо на танҳо ба рушди навовариҳои технологӣ мусоидат мекунад, балки имкониятҳои наверо барои ҳалли мушкилоти ҷаҳонӣ дар соҳаҳои энергетика, муҳити зист ва тандурустӣ низ фароҳам меорад.