Smart material

Smarta material , även kallade intelligenta eller lyhörda material, ^{[ sida behövs ]} är designade material som har en eller flera egenskaper som kan ändras avsevärt på ett kontrollerat sätt av yttre stimuli, såsom stress , fukt, elektriska eller magnetiska fält, ljus, temperatur , pH eller kemiska föreningar. Smarta material är grunden för många applikationer, inklusive sensorer och ställdon , eller konstgjorda muskler , särskilt som elektroaktiva polymerer (EAP). ^{[ sida behövs ]}^{[ sida behövs ]}^{[ sida behövs ]}^{[ sida behövs ]}^{[ sida behövs ]}^{[ sida behövs ]}

Termer som används för att beskriva smarta material inkluderar formminnesmaterial (SMM) och formminnesteknologi (SMT).

Typer

Det finns ett antal typer av smarta material, av vilka redan är vanliga. Några exempel är följande:

Piezoelektriska material är material som producerar en spänning när stress appliceras. Eftersom denna effekt också gäller på ett omvänt sätt, kommer en spänning över provet att producera spänning inom provet. Lämpligt utformade strukturer gjorda av dessa material kan därför tillverkas som böjs, expanderar eller drar ihop sig när en spänning appliceras.
Formminneslegeringar och formminnespolymerer är material i vilka stor deformation kan induceras och återvinnas genom temperaturförändringar eller spänningsförändringar ( pseudoelasticitet ). Formminneseffekten resulterar på grund av respektive martensitisk fasförändring och inducerad elasticitet vid högre temperaturer.
Fotovoltaiska material eller optoelektronik omvandlar ljus till elektrisk ström.
Elektroaktiva polymerer (EAP) ändrar sin volym genom spänning eller elektriska fält.
Magnetostriktiva material uppvisar en förändring i form under påverkan av magnetfält och uppvisar också en förändring i deras magnetisering under inverkan av mekanisk påkänning.
Magnetiska formminneslegeringar är material som ändrar sin form som svar på en betydande förändring i magnetfältet.
Smarta oorganiska polymerer som visar avstämbara och responsiva egenskaper.
pH-känsliga polymerer är material som ändras i volym när pH i det omgivande mediet ändras.
Temperaturkänsliga polymerer är material som genomgår temperaturförändringar.
Halokroma material är ofta använda material som ändrar färg till följd av ändrad surhet. En föreslagen tillämpning är för färger som kan ändra färg för att indikera korrosion i metallen under dem.
Kromogena system ändrar färg som svar på elektriska, optiska eller termiska förändringar. Dessa inkluderar elektrokroma material, som ändrar sin färg eller opacitet vid applicering av en spänning (t.ex. flytande kristallskärmar ), termokroma material ändrar färg beroende på deras temperatur och fotokroma material, som ändrar färg som svar på ljus - till exempel, ljuskänsliga solglasögon som mörknar när de utsätts för starkt solljus.
Ferrofluider är magnetiska vätskor (påverkade av magneter och magnetfält).
Fotomekaniska material ändrar form under exponering för ljus.
Polykaprolakton (polymorf) kan formas genom nedsänkning i varmt vatten.
Självläkande material har den inneboende förmågan att reparera skador på grund av normal användning, vilket förlänger materialets livslängd.
Dielektriska elastomerer (DE) är smarta materialsystem som producerar stora spänningar (upp till 500%) under påverkan av ett externt elektriskt fält.
Magnetokaloriska material är föreningar som genomgår en reversibel temperaturförändring vid exponering för ett föränderligt magnetfält.
Smarta självläkande beläggningar läker utan mänsklig inblandning.
Termoelektriska material används för att bygga enheter som omvandlar temperaturskillnader till elektricitet och vice versa .
Kemoresponsiva material ändrar storlek eller volym under påverkan av externa kemiska eller biologiska föreningar.

Smarta material har egenskaper som reagerar på förändringar i sin miljö. Detta innebär att en av deras egenskaper kan förändras av ett yttre tillstånd, såsom temperatur, ljus, tryck, elektricitet, spänning, pH eller kemiska föreningar. Denna förändring är reversibel och kan upprepas många gånger. Det finns ett brett utbud av olika smarta material. Varje erbjuder olika egenskaper som kan ändras. Vissa material är mycket bra och täcker ett stort spektrum av skalorna.

Se även

externa länkar

Smart Materials Book Series , Royal Society of Chemistry