مقاله شماره 14: آیا می دانیم مواد هوشمند چه کاربردهایی دارند؟

[m4material]

[FONT=&quot]آیا می دانیم مواد[FONT=&quot]هوشمند چه کاربردهایی دارند؟[/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]حسین[FONT=&quot]صالحی وزیری[/FONT][FONT=&quot]۱۳۸۸/۰۲/۲۳[/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]مواد هوشمند افق تازه­ای از[FONT=&quot]علم را در برابر بشر گشوده­اند و توجه به آن­ها رویاهای دیرینه­ای از بشر را تحقق[/FONT][FONT=&quot]خواهد بخشید. در متن زیر به معرفی، کاربرد و افق آیندة بعضی از این مواد، اشارة[/FONT][FONT=&quot]مختصری گردیده است[/FONT][FONT=&quot]:[/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]

[/FONT]​

[FONT=&quot]معرفی[FONT=&quot]: [/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]انواع مختلفی از مواد همچون[/FONT][FONT=&quot]فروالکتریک­ها (که در میدان الکتریکی کرنش می­کنند)، آلیاژهای حافظه­دار (که در[/FONT][FONT=&quot]واکنش به تغییرات دما، دچار تغییر شکل ناشی از تبدیل فاز می­شوند) و مواد منعطف[/FONT][FONT=&quot]مغناطیسی (که در میدان مغناطیسی کرنش می­کنند)، قابلیت­های حسگری و تحریک­پذیری از[/FONT][FONT=&quot]خود نشان می­دهند. این پدیده­ها برعکس یکدیگر عمل می­کنند و بنابراین می­توان این[/FONT][FONT=&quot]مواد را، جداگانه یا با هم، به کار برد و قابلیت حسگری و تحریک پذیری را برای[/FONT][FONT=&quot]پاسخگویی به شرایط محیطی با یکدیگر ترکیب کرد. هم اکنون از مواد یاد شده در[/FONT][FONT=&quot]چاپگرهای جوهرافشان، درایوهای دیسک مغناطیسی و وسایل ضد لختگی خون استفاده بسیار[/FONT][FONT=&quot]گسترده می­شود[/FONT][FONT=&quot].

[/FONT][FONT=&quot]کامپوزیت­ها با پایه سرب- تیتان- روی[/FONT][FONT=&quot] (PZT) [/FONT][FONT=&quot]و سایر مواد[/FONT][FONT=&quot]فروالکتریک که دارای حساسیت زیاد، واکنش چندگانه فرکانسی و فرکانس متغیر هستند، بخش[/FONT][FONT=&quot]مهمی از مواد هوشمند به شمار می­روند. مثلاً کامپوزیت[/FONT][FONT=&quot] PZT [/FONT][FONT=&quot]فرستنده- گیرنده­ای است[/FONT][FONT=&quot]که در محفظه­ای به شکل هلال جاسازی می­شود و پاسخ را به گونه­ای پایدار تقویت[/FONT][FONT=&quot]می­کند. نمونه دیگر، کامپوزیت­های باریم- استرونتیم- تیتان و مواد غیر فروالکتریک[/FONT][FONT=&quot]هستند که واکنش­های پرس فرکانسی و پرس میدانی نشان می­دهند. مصرف این کامپوزیت­ها[/FONT][FONT=&quot]در حسگرها و تحریک­کننده­هایی است که می­توانند برای­[/FONT][FONT=&quot]هماهنگی با سیگنال یا[/FONT][FONT=&quot]رمزگشایی آن، فرکانس خود را تغییر دهند. هم اکنون از فروالکتریک­ها در اجزای[/FONT][FONT=&quot]حافظه­ای غیر متغیر، کارت­های هوشمند و اجزای فعال اسکی­های هوشمند- که در واکنش به[/FONT][FONT=&quot]تنش تغییر شکل می­دهند- استفاده می­شود[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]

[/FONT][FONT=&quot]بخش مهم دیگری از این مواد، پلیمرهای هوشمند هستند (مثلاً ژل­های جدیدی که[/FONT][FONT=&quot]در واکنش به میدان الکتریکی تغییر شکل می­دهند). از پلیمرهای الکترواکتیو در ساخت[/FONT][FONT=&quot] "[/FONT][FONT=&quot]ماهیچه­های مصنوعی" نیز استفاده شده است.پلیمرهای موجود کنونی قدرت مکانیکی محدودی[/FONT][FONT=&quot]دارند، اما حوزه پلیمرها حوزة تحقیقاتی بسیار پویایی است و کاربردهای بالقوه­ای در[/FONT][FONT=&quot]روبات­های کاوشگر فضایی، ماموریت­های بسیار خطرناک و تجسس را نوید می­دهد. همچنین[/FONT][FONT=&quot]می­توان هیدروژل­هایی ساخت که در واکنش به تغییرات[/FONT][FONT=&quot] ph [/FONT][FONT=&quot]و دما منبسط و منقبض شوند[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot]این هیدروژل­ها (به شکل کپسول) قادر خواهند بود در واکنش به تغییرات شیمیایی،[/FONT][FONT=&quot]داروهایی در بدن ترشح کنند (مثلاً ترشح انسولین بر پایه تمرکز گلوکز). روند دیگر در[/FONT][FONT=&quot]رهاسازی کنترل شده دارو در بدن، مواد با هسته­های هیدروفوبیک و پوسته هیدروفیلیک[/FONT][FONT=&quot]است[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]چشم انداز آینده[FONT=&quot]: [/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]جهانی که از تحریک[/FONT][FONT=&quot]کننده­ها و حسگرهای شبکه شده (مثلاً روی دیوارها، لباس­ها، لوازم منزل، وسایل نقلیه[/FONT][FONT=&quot]و محیط پیرامونی) اشباع باشد، نوید دهنده بهبود، بهینه­سازی و مشتری­گرایی[/FONT][FONT=&quot]سیستم­های حسگر از طریق دسترسی بیشتر به اطلاعات و تحریک­پذیری هر چه مستقیم­تر[/FONT][FONT=&quot]است. ارتباطات قابل دسترس مستمر، فهرست بندی و مکان­یابی اقلام شخصی برچسب­دار[/FONT][FONT=&quot] ([/FONT][FONT=&quot]برچسب­های الکترونیکی، شیمیایی و غیره) و هماهنگی کارکردهای پشتیبان، دستاوردهایی[/FONT][FONT=&quot]هستند که تا سال 2015 به تدریج تحقق خواهند یافت[/FONT][FONT=&quot].

[/FONT][FONT=&quot]توسعه مداوم حسگرهای[/FONT][FONT=&quot]بیومتریک پنهان و ریز، همراه با تحقیق پیرامون شناسایی صدا و دست­خط و اثر انگشت،[/FONT][FONT=&quot]به اثربخشی سیستم­های ایمنی فردی می­انجامد. از این سیستم­ها می­توان برای مقاصد[/FONT][FONT=&quot]پلیسی، نظامی، سازمانی، شخصی و تفریحی استفاده کرد. با ترکیب این سیستم­ها و[/FONT][FONT=&quot]تکنولوژی­های اطلاعات امروزی، بسیاری از دغدغه­ها پیرامون مسائل امنیتی و حریم[/FONT][FONT=&quot]خصوصی افراد مرتفع خواهد شد. همچنین کاربردهایی برای ایمن­سازی بهتر اسلحه کمری (با[/FONT][FONT=&quot]نصب قفل­های تشخیص هویت مالک واقعی) و دزدگیر وسایل نقلیه ایجاد خواهد شد[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][/FONT]​

​

 

[m4material]

ادامه

ادامه

[FONT=&quot]سایر کاربردهای مواد هوشمند که احتمالاً تا سال 2015[FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تحقق خواهند یافت عبارتند از[/FONT][FONT=&quot]: [/FONT][FONT=&quot][/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]- [FONT=&quot]لباس­هایی که به شرایط مختلف[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آب و هوایی حساس­اند، با سیستم­های اطلاعات تعامل دارند، علائم حیاتی را کنترل[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می­کنند، قادر به ترشح مواد دارویی هستند و جراحات را به طور خودکار محافظت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]ایرفویل­هایی که خود را با شرایط آب و هوایی سازگار می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]ساختمان­هایی که خود را با شرایط آب و هوایی سازگار می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]پل­ها و جاده­هایی که ترک را احساس و آن را مرمت می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]آشپزخانه­هایی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]که با دستورات بی­سیم آشپزی می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]تلفن­ها و مراکز تفریحی که از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکنیک­های "واقعیت مجازی" استفاده می­کنند[/FONT][FONT=&quot].

- [/FONT][FONT=&quot]تشخیص پزشکی شخصی ( احتمالاً[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در تعامل مستقیم با مراکز درمانی[/FONT][FONT=&quot])

[/FONT][FONT=&quot]البته سطح پیشرفت و عجین شدن این[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکنولوژی­ها با زندگی روزمره بیشتر به میزان استقبال مشتریان بستگی دارد تا به[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]توسعه­ها و پیشرفت­های فنی[/FONT][FONT=&quot].

[/FONT][FONT=&quot]علاوه بر عملکردهای تجسس و شناسایی که ذیل مواد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]هوشمند تشریح شد، توسعه روبات­ها منجر به حسگرهای نو و قوی­تری برای کشف و تخریب[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مواد منفجره و قاچاق و عملیات در محیط­های بسیار خطرناک خواهد شد. افزایش عملکرد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مواد، چه در منابع انرژی (مثل باتری­ها) و چه قابلیت­های حسگری و تحریک­پذیری و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]همچنین یکپارچه­سازی این عملکردها با قدرت محاسبات کامپیوتری، راه ظهور کاربردهای[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]یاد شده را هموارتر خواهد ساخت[/FONT][FONT=&quot].

[/FONT][FONT=&quot]این روندهای بالقوه، دغدغه­ها و تنش­هایی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نیز به همراه خواهد داشت. اطلاعات حسگری و دسترسی به پایگاه­های داده­ای،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نگرانی­هایی را پیرامون حریم خصوصی افراد ایجاد می­کنند. سرانجام اینکه، آهنگ توسعه[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مواد هوشمند احتمالاً به سطوح سرمایه­گذاری و پیشران­های بازار بستگی خواهد داشت[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot]در بسیاری موارد منافع و صرفه­جویی­های آنی ناشی از کاربرد مواد هوشمند، پیشران[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]توسعه خواهند بود، اما نباید تردید داشت که تحقیقات نامتعارف مواد، نیازمند حمایت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]افکار عمومی و ایمان به سرمایه­گذاری­های بلند مدت­تر است[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]تحلیل[FONT=&quot]: [/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]چنانکه ملاحظه می­شود[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکنولوژی مواد هوشمند، تکنولوژی کم اهمیت و با کاربردهای محدودی نیست. این[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکنولوژی، برحسب آنکه چه زمانی به مراحل رشد سریع خود در بازار برسد، تحولات وسیعی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]را در کاربردهای مختلف خود به همراه خواهد داشت. به عنوان نمونه در بعد نظامی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می­تواند بسیاری از روش­ها و تاکتیک­های عملیاتی را دست­خوش تحول کند[/FONT][FONT=&quot].

[/FONT][FONT=&quot]سؤال[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مهم در این رابطه آن است که: "در کشور ما تا چه میزان به این تکنولوژی توجه شده و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]حتی شناخت لازم از آن وجود دارد؟[/FONT][FONT=&quot]"

[/FONT][FONT=&quot]اگر با همکاری کلیة کارشناسان و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تحلیلگران کشور، به تدریج گزارش­های بیشتری راجع به این تکنولوژی و وضعیت آن در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کشور در شبکه ارائه شود، می­توان پاسخ دقیقتری به این سوال دارد[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot][/FONT][/FONT]​

[FONT=&quot]منبع: شبکه تحلیلگران تکنولوژِی ایران[/FONT]

 

[ali_arya]

ممنون مهندس عالی بود.

 

[*vernal*]

مرسی.جالب بود

 

[صادق روستایی]

با سلام
خوب بود ممنون
میخواستم بدونم راجع به مواد هدفمند (fgm)نیز چیزی داری ؟