스마트한 소재

Smart material

지능형 또는 반응성 [1][page needed]물질이라고도 불리는 스마트 물질은 스트레스, 수분, 전기장 또는 자기장, 빛, 온도, pH 또는 화학 화합물과 같은 외부 자극에 의해 제어된 방식으로 크게 변화할 수 있는 하나 이상의 특성을 가진 설계 물질이다.스마트 재료는 센서와 액추에이터 또는 인공 근육, 특히 전기 활성 고분자(EAP)[2][page needed][3][page needed][4][page needed][5][page needed][6][page needed][7][page needed]를 포함한 많은 애플리케이션의 기반이다.

스마트 재료를 설명하는 데 사용되는 용어로는 형상 기억 재료(SMM)와 형상 기억 기술(SMT)[8]이 있습니다.

종류들

스마트 재료에는 여러 가지 유형이 있으며, 그 중 이미 보편화되어 있습니다.예를 들어 다음과 같습니다.

  • 압전 재료는 응력이 가해지면 전압이 발생하는 재료다.이 효과는 역방향으로도 적용되기 때문에 샘플 전체의 전압은 샘플 내에서 응력을 발생시킵니다.따라서 이러한 재료로 만들어진 적절히 설계된 구조물은 전압이 인가될 때 구부러지거나 팽창하거나 수축할 수 있습니다.
  • 형상기억합금 및 형상기억폴리머는 온도변화 또는 응력변화(의사탄성)를 통해 큰 변형을 유도하고 회복할 수 있는 물질이다.형상기억 효과는 높은 온도에서 각각 마텐사이트 상변화와 유도탄성 때문에 발생한다.
  • 광전 재료 또는 광전자는 빛을 전류로 변환합니다.
  • Electroactive Polymer(EAP; 전기활성 폴리머)는 전압 또는 전장에 따라 부피가 변화합니다.
  • 자성 재료는 자기장의 영향을 받아 형상이 변화하고 기계적 응력의 영향을 받아 자화도 변화한다.
  • 자기 형상 기억 합금은 자기장의 큰 변화에 따라 모양을 바꾸는 물질입니다.
  • 조정 가능하고 반응성이 뛰어난 특성을 나타내는 스마트 무기 중합체.
  • pH 감수성 폴리머는 주변 매체의 pH가 변화하면 부피가 변하는 물질이다.
  • 온도 반응성 폴리머는 온도에 따라 변화하는 물질이다.
  • 할로크롬 재료는 일반적으로 산도를 변화시킴으로써 색이 변하는 재료이다.한 가지 권장되는 적용 방법은 아래쪽 금속의 부식을 나타내기 위해 색을 바꿀 수 있는 페인트입니다.
  • 발색 시스템은 전기적, 광학적 또는 열적 변화에 따라 색상이 바뀝니다.여기에는 전압(예: 액정 디스플레이) 적용 시 색상 또는 불투명도를 변경하는 전자크롬 재료, 온도에 따라 색상이 변하는 열크롬 재료 및 빛에 반응하여 색상이 변하는 포토크롬 재료(예: 노출 시 어두워지는 선글라스)가 포함됩니다.밝은 햇살로.
  • 강유체는 (자석과 자기장의 영향을 받는) 자성 유체입니다.
  • 사진 기계 재료는 빛에 노출되면 모양이 변합니다.
  • 폴리카프로락톤(폴리모프)은 뜨거운 물에 담가 성형할 수 있다.
  • 셀프 힐링 재료는 정상적인 사용으로 인한 손상을 수리할 수 있는 고유의 능력을 가지고 있어 재료의 수명을 연장합니다.
  • 유전체 엘라스토머(DE)는 외부 전기장의 영향을 받아 최대 500%의 큰 변형을 생성하는 스마트 재료 시스템입니다.
  • 자기 열량 물질은 변화하는 자기장에 노출되었을 때 온도에서 가역적인 변화를 겪는 화합물이다.
  • 스마트 셀프 힐링 코팅은 사람의 [9][10]개입 없이 치유됩니다.
  • 열전 재료는 온도 차이를 전기로 변환하는 장치 또는 그 반대로 변환하는 장치를 만드는 데 사용됩니다.
  • 화학반응성 물질은 외부 화학 또는 생물학적 [11]화합물의 영향을 받아 크기 또는 부피가 변화합니다.

스마트 재료는 환경의 변화에 반응하는 특성을 가지고 있다.이것은 온도, 빛, 압력, 전기, 전압, pH 또는 화학 성분과 같은 외부 조건에 의해 그들의 특성 중 하나가 변할 수 있다는 것을 의미합니다.이 변경은 되돌릴 수 있으며 여러 번 반복할 수 있습니다.다양한 스마트 소재가 있습니다.각각 다른 속성을 변경할 수 있습니다.어떤 재료들은 매우 좋고 비늘의 범위가 넓다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Bengisu, Murat; Ferrara, Marinella (2018). Materials that move : smart materials, intelligent design. Springer International Publishing. ISBN 9783319768885.
  2. ^ Shahinpoor, Mohsen; Schneider, Hans-Jorg, eds. (2007). Intelligent materials. RSC Publishing. ISBN 978-0-85404-335-4.
  3. ^ Schwartz, Mel, ed. (2002). Encyclopedia of smart materials. John Wiley and Sons. ISBN 9780471177807.
  4. ^ Nakanishi, Takashi (2011). Supramolecular soft matter : applications in materials and organic electronics. John Wiley & Sons. ISBN 9780470559741.
  5. ^ Gaudenzi, Paolo (2009). Smart structures : physical behaviour, mathematical modelling and applications. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-05982-1.
  6. ^ Janocha, Hartmut (2007). Adaptronics and smart structures : basics, materials, design, and applications (2nd, revised ed.). Springer. ISBN 978-3-540-71967-0.
  7. ^ Schwartz, Mel (2009). Smart materials. CRC Press. ISBN 9781420043723.
  8. ^ Mohd Jani, Jaronie; Leary, Martin; Subic, Aleksandar; Gibson, Mark A. (April 2014). "A review of shape memory alloy research, applications and opportunities". Materials & Design. 56: 1078–1113. doi:10.1016/j.matdes.2013.11.084.
  9. ^ Tatiya, Pyus D.; Hedaoo, Rahul K; Mahulikar, Pramod P.; Gite, Vikas V. (16 January 2013). "Novel Polyurea Microcapsules Using Dendritic Functional Monomer: Synthesis, Characterization, and Its Use in Self-healing and Anticorrosive Polyurethane Coatings". Industrial & Engineering Chemistry Research. 52 (4): 1562–1570. doi:10.1021/ie301813a.
  10. ^ Chaudhari, Ashok B.; Tatiya, Pyus D.; Hedaoo, Rahul K.; Kulkarni, Ravindra D.; Gite, Vikas V. (16 July 2013). "Polyurethane Prepared from Neem Oil Polyesteramides for Self-Healing Anticorrosive Coatings". Industrial & Engineering Chemistry Research. 52 (30): 10189–10197. doi:10.1021/ie401237s.
  11. ^ 화학반응성 재료/화학 및 생물학적 신호에 의한 자극, Schneider, H.-J.; Ed:, (2015)케임브리지 왕립화학회 https://dx.doi.org/10.1039/97817828822420

외부 링크