ژل های سیلیکا (SiO2) و کامپوزیتهای آن فرآیند سُل ژلتشکیل سُل با استفاده از پیش مادههای سیلیکا، ژلاسیون و پیری ژل برای تشکیل شبکه سه بعدی خشک کردن فوق بحرانیحفظ ساختار متخلخل با استفاده از شرایط فوق بحرانی برای حذف مایع بدون تخریب ساختار تقویت مکانیکیافزودن فیبرهای کوارتز یا سرامیک و ایجاد کامپوزیتهای پلیمری برای بهبود استحکام کاربرد در هوافضااستفاده در کاوشگرهای مریخ و شاتلهای فضایی برای عایق بندی حرارتی و کاهش وزنژلهای سیلیکا پرکاربردترین نوع آیروژلها هستند که به دلیل هدایت حرارتی فوق العاده پایین و وزن سبک در بسیاری از کاربردهای هوافضایی استفاده میشوند با این حال شکنندگی در دماهای بالای ۶۵۰°C و هزینه تولید بالا از چالشهای اصلی این مواد هستند#آموزش #مواد_پیشرفته #ایروژل
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir۱
#اینفوگرافیناحیه پلاستیک (Plastic Region)؛ مرحلهای از رفتار ماده که پس از عبور از نقطه تسلیم، تغییر شکل دائمی آغاز میشود.
در این ناحیه، حرکت نابجاییها و لغزش صفحات اتمی، ساختار ماده را تغییر میدهند.
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
ناحیه پلاستیک (Plastic Region)؛ مرحلهای از رفتار ماده که پس از عبور از نقطه تسلیم، تغییر شکل دائمی آغاز میشود.در این ناحیه، حرکت نابجاییها و لغزش صفحات اتمی، ساختار ماده را تغییر میدهند.
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
موضوع هفته آینده را شما انتخاب کنید!در اینومتریال قرار نیست فقط ما درباره مواد صحبت کنیم؛میخواهیم درباره چیزهایی حرف بزنیم که برای شما مهمتر است.از تحلیل شکست و خوردگی تا عملیات حرارتی و مواد پیشرفته...حالا نوبت شماست که مسیر محتوای هفته آینده را مشخص کنید.
موضوعی که دوست داری بررسی کنیم را برامون بفرست.هم میتونی از دایرکت پایین نظرتو بهمون بگی هم به اکانت پشتیبان میتونی پیام بدی @InnoMaterial_poshtiban اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
#دانستنی_مواد چطور ممکن است یک سرامیک، دمایی را تحمل کند که فولاد در آن ذوب میشود؟
وقتی در مهندسی مواد از «سرامیک» صحبت میکنیم، منظور دیگر سرامیکهای سنتی نیست؛ بلکه این سرامیکهای پیشرفته مهندسی هستند که دنیای کاملاً متفاوتی دارند.موادی مانند کاربید سیلیسیم و زیرکونیا میتوانند در دماهای بسیار بالا خواص خود را حفظ کنند و به همین دلیل در توربینهای گازی، موتورهای جت، کورههای صنعتی و حتی سامانههای فضایی به کار میروند.
این مواد نشان میدهند که در مهندسی، محیطهایی که در آنها بسیاری از فلزات به دلیل خزش، اکسیداسیون یا حتی ذوب شدن، کارایی خود را از دست میدهند.گاهی یک سرامیک میتواند در شرایطی، عملکرد بهتری از فلزات داشته باشد.
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
چطور ممکن است یک سرامیک، دمایی را تحمل کند که فولاد در آن ذوب میشود؟وقتی در مهندسی مواد از «سرامیک» صحبت میکنیم، منظور دیگر سرامیکهای سنتی نیست؛ بلکه این سرامیکهای پیشرفته مهندسی هستند که دنیای کاملاً متفاوتی دارند.موادی مانند کاربید سیلیسیم و زیرکونیا میتوانند در دماهای بسیار بالا خواص خود را حفظ کنند و به همین دلیل در توربینهای گازی، موتورهای جت، کورههای صنعتی و حتی سامانههای فضایی به کار میروند.
این مواد نشان میدهند که در مهندسی، محیطهایی که در آنها بسیاری از فلزات به دلیل خزش، اکسیداسیون یا حتی ذوب شدن، کارایی خود را از دست میدهند.گاهی یک سرامیک میتواند در شرایطی، عملکرد بهتری از فلزات داشته باشد. اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir۱
#اخبار_علم_و_فناوریاندازهگیری دقیق لایههای نازک؛ گامی تازه در ساخت تراشهشرکت StellarNet از سامانه میکروسکوپی ماژولار TF-Micro رونمایی کرده است؛ سیستمی که برای اندازهگیری دقیق ضخامت لایههای نازک در فرآیندهای پیشرفته ساخت نیمهرسانا طراحی شده و تصویربرداری میکروسکوپی با وضوح بالا را با نرمافزار تخصصی اندازهگیری فیلمهای نازک ترکیب میکند.این سامانه با قابلیت توسعه توسط ماژول TF-AM، امکان اندازهگیری خودکار ضخامت در شبکهها، خطوط و نقاط مشخص را فراهم میکند و علاوه بر ضخامت، اطلاعاتی مانند طیف بازتاب نوری، مدل اپتیکی و مختصات هر نقطه را نیز ثبت میکند. همچنین تصاویر میکروسکوپی، امکان بررسی آلودگیها، ذرات، الیاف و سایر عوامل مؤثر بر کیفیت سطح را پیش از اندازهگیری فراهم میکنند.
اهمیت این فناوری در کنترل دقیق ضخامت و یکنواختی لایههای نازک در نسل جدید تراشهها، MEMS، فوتونیک سیلیکونی و مواد پیشرفته نیمهرسانا است؛ حوزههایی که با کوچکتر شدن ابعاد و پیچیدهتر شدن ساختارها، به روشهای دقیقتر و خودکارتر برای مشخصهیابی مواد نیاز دارند.بیشتر بخوانید اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
#اخبار_علم_و_فناوریپارادوکس تسلا؛ هزینه پنهان گذار به خودروهای برقیگسترش خودروهای برقی و فناوریهای انرژی پاک، تقاضا برای مواد معدنی حیاتی مانند لیتیوم، کبالت، نیکل، گرافیت، مس و منگنز را بهشدت افزایش داده است. پژوهشی با عنوان «گذارهای انرژی پاک و پارادوکس تسلا در آفریقا» به بررسی این موضوع پرداخته که چگونه رشد فناوریهای پاک، در کنار کاهش انتشار آلایندهها، میتواند فشارهای زیستمحیطی، اقتصادی و اجتماعی جدیدی را بر کشورهای تأمینکننده مواد اولیه ایجاد کند.مفهوم پارادوکس تسلا به این تناقض اشاره دارد که خودروهای برقی در زمان استفاده آلایندگی مستقیم کمتری دارند، اما تولید باتری آنها به استخراج و فرآوری حجم قابلتوجهی از مواد معدنی نیازمند است. این فرآیند میتواند با مصرف آب و انرژی، تخریب زمین، تولید باطله، آلودگی منابع آبی و انتشار گازهای گلخانهای همراه باشد.از سوی دیگر، بسیاری از کشورهای معدنخیز، بهویژه در آفریقا، همچنان عمدتاً به صادرات مواد خام وابستهاند و بخش مهمی از ارزش اقتصادی در مراحل بالاتر زنجیره مانند پالایش، تولید مواد پیشساز و ساخت باتری در کشورهای دیگر ایجاد میشود. اهمیت این پژوهش در تأکید بر ضرورت حرکت از صادرات مواد خام به سمت فرآوری داخلی و تولید محصولات با ارزش افزوده بالاتر است؛ رویکردی که میتواند همزمان به توسعه صنایع معدنی و مواد پیشرفته، ایجاد اشتغال تخصصی و شکلگیری یک زنجیره تأمین شفافتر و پایدارتر برای گذار جهانی به انرژی پاک کمک کند.بیشتر بخوانید اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
فن دقیقاً چه کاری انجام میدهد؟اگر فن یک Air Cooler را خاموش کنیم، انتقال حرارت کاملاً متوقف میشود؟
نه.فقط خیلی ضعیفتر میشود.دلیلش این است که وقتی هوا آرام حرکت میکند، کنار سطح یک لایه مرزی حرارتی تشکیل میشود. این لایه مثل یک عایق نازک عمل میکند و اجازه نمیدهد گرما راحت از سطح جدا شود.حالا کافی است فن روشن شود.سرعت هوا بیشتر میشود، لایه مرزی نازکتر میشود و مقاومت انتقال حرارت پایین میآید. نتیجه؟ ضریب همرفت افزایش پیدا میکند و مبدل خیلی مؤثرتر کار میکند.به همین خاطر است که در بیشتر Air Coolerها و برجهای خنککننده وجود فن فقط برای جابهجا کردن هوا نیست؛ هدف اصلی، بهبود انتقال حرارت است.#مهندسی_شیمی#آموزش
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
#اخبار_علم_و_فناوری تشخیص کایرالیته مولکولها با نور پیچخوردهپژوهشگران هندی روش جدیدی برای تشخیص مولکولهای راستدست و چپدست توسعه دادهاند. در این روش، از پرتوهای لیزری پیچخورده استفاده میشود که با دو شکل آینهای یک مولکول، برهمکنش متفاوتی دارند.این روش با آزمایش روی R-کامفور و S-کامفور توانست تفاوت میان دو انانتیومر را از طریق سیگنالهای یونی شناسایی کند و میتواند در آینده به توسعه روشهای سریعتر و حساستر برای شیمی، داروسازی و آنالیز مولکولی کمک کند.بیشتر بخوانید اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
#اختصاصی_اینومتریالخواب ۴۵ سالهی یک اختراع؛ چگونه علم مواد، آیفون را نجات داد؟
فوریه ۲۰۰۷. تنها چند ماه به رونمایی محصولی مانده که قرار است تاریخ تکنولوژی گوشی های همراه را به دو نیم تقسیم کند: آیفون. استیو جابز، کلافه و عصبی، در دفتر کارش قدم میزند. دست در جیبش میکند و نمونهی اولیهی گوشی را بیرون میآورد. صفحهنمایش پلاستیکی آن تنها در اثر چند روز سایش با کلیدهای داخل جیبش، پر از خط و خش شده است.او با عصبانیت گوشی را روی میز میکوبد و رو به تیم مهندسی میگوید: «من این پلاستیک بیارزش را نمیخواهم. من یک صفحهی شیشهای میخواهیم که حتی با تیغ هم خش نیفتد. و فقط ۶ ماه وقت داریم!»سکوت سنگینی اتاق را فرا میگیرد. خواستهی او از نظر علم مواد، یک تناقض محض بود؛ شیشهای که هم به ضخامت چند تار مو باشد، هم قابلیت لمسی داشته باشد و هم در برابر ضربه و خش مقاومت کند، اصلاً در دنیا وجود نداشت.جابز شخصاً تلفن را برمیدارد و با وندل ویکس، مدیرعامل شرکت شیشهسازی کورنینگ تماس میگیرد. پاسخ ویکس اینگونه است: «شیشهای که شما میخواهید شاید روی کاغذ ممکن باشد، اما ما تجهیزات تولید انبوهاش را نداریم.» جابز با همان لحن متکبرانه و قاطع همیشگیاش میگوید: «نترسید، شما میتوانید بسازیدش!»این مکالمه، مدیران کورنینگ را سراسیمه به زیرزمین تاریک بایگانیها کشاند. آنها به یاد آوردند که ۴۵ سال پیش، در سال ۱۹۶۲، پروژهای عجیب به نام عضله Project Muscle داشتند. متالورژیستهای آن زمان در آزمایشگاه کشف کرده بودند که اگر شیشه را در حمام نمک پتاسیم مذاب در دمای ۴۰۰ درجه غوطهور کنند، پدیدهی شگفتانگیز تبادل یونی رخ میدهد. یونهای کوچک سدیم از سطح شیشه فرار کرده و یونهای درشت پتاسیم با فشار جای آنها را میگیرند. این فشردگی اتمی، تنش فشاری بینظیری ایجاد میکرد که شیشه را در برابر ضربه مقاوم میساخت. نام این محصول را Chemcor گذاشته بودند.اما مشکل چه بود؟ در دههی ۶۰ میلادی، هیچ صنعتی حاضر نبود برای این شیشهی گرانقیمت پول بدهد. پروژهی کمکور یک شکست تجاری مطلق بود و این فرمول بینظیر، برای ۴۵ سال در کشوی یک میز بایگانی شد و خاک خورد.اما نیاز اضطراری اپل در سال ۲۰۰۷، دقیقاً همان جرقهای بود که این فرمول رهاشده کم داشت. مهندسان کورنینگ فرمول قدیمی را بیرون کشیدند، ترکیب آلومینوسیلیکات آن را اصلاح کردند و در کمتر از ۶ ماه، در یک تلاش شبانهروزی محصولی خلق شد که امروز دنیا آن را با نام «گوریلا گلس» (Gorilla Glass) میشناسد؛ اختراعی که جان آیفون را نجات داد.اینجا دقیقاً همان نقطهای است که داستان دراماتیک کورنینگ، با واقعیت امروز صنعت و دانشگاه ما گره میخورد.وقتی ما در گروه متالورژی به این روایت نگاه میکنیم، با یک تناقض تلخ روبرو میشویم. امروز صدها فرمول مشابه با Chemcor، صدها سنتز نانومواد و دستورالعمل ساخت آلیاژهای پیشرفته، در قفسهی کتابخانههای دانشگاهی و مراکز رشد ما در حال خاک خوردن است. پایاننامهها و رسالههایی داریم که از نظر عمق و دقت متالورژیکی هیچ دستکمی از اختراعات جهانی ندارند.اما چرا این پژوهشها هرگز به یک گوریلا گلس بومی تبدیل نمیشوند و در همان قفسهها میمیرند؟پاسخ در فقدان علم نیست؛ در فقدان استیو جابزهاست. در غیاب یک نیاز واقعی و صنعتی. نوآوری واقعی در خلأ و صرفاً با تخصیص بودجههای پژوهشی متولد نمیشود. نوآوری زمانی جان میگیرد که یک مدیر صنعت، با یک ضربالاجلِ قاطع و نیازی واقعی، یقهی تیم تحقیق و توسعه را بگیرد و محصولی بخواهد که پایداری خطِ تولیدش به آن وابسته است.تا زمانی که صنایع ما با حاشیهی امن کار میکنند و نیازی به ارتقای رقابتی کیفیت ندارند، بهترین دستاوردهای مهندسی مواد ما نیز صرفاً مقالاتی برای پر کردن رزومهها باقی خواهند ماند. رسالت ما در مجموعههایی که دغدغهی ارتباط با صنعت دارند، چیزی جز شکستن این انزوا نیست؛ ما باید همان صدای زنگ تلفنی باشیم که فرمولهای خاکخورده را از بایگانی بیرون میکشد و به دست کارخانههای تشنهی تکنولوژی میرساند.امیرحسین قدمیاری
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir
خواب ۴۵ سالهی یک اختراع؛ چگونه علم مواد، آیفون را نجات داد؟ فوریه ۲۰۰۷. تنها چند ماه به رونمایی محصولی مانده که قرار است تاریخ تکنولوژی گوشی های همراه را به دو نیم تقسیم کند: آیفون. استیو جابز، کلافه و عصبی، در دفتر کارش قدم میزند. دست در جیبش میکند و نمونهی اولیهی گوشی را بیرون میآورد. صفحهنمایش پلاستیکی آن تنها در اثر چند روز سایش با کلیدهای داخل جیبش، پر از خط و خش شده است.او با عصبانیت گوشی را روی میز میکوبد و رو به تیم مهندسی میگوید: «من این پلاستیک بیارزش را نمیخواهم. من یک صفحهی شیشهای میخواهیم که حتی با تیغ هم خش نیفتد. و فقط ۶ ماه وقت داریم!»سکوت سنگینی اتاق را فرا میگیرد. خواستهی او از نظر علم مواد، یک تناقض محض بود؛ شیشهای که هم به ضخامت چند تار مو باشد، هم قابلیت لمسی داشته باشد و هم در برابر ضربه و خش مقاومت کند، اصلاً در دنیا وجود نداشت.جابز شخصاً تلفن را برمیدارد و با وندل ویکس، مدیرعامل شرکت شیشهسازی کورنینگ تماس میگیرد. پاسخ ویکس اینگونه است: «شیشهای که شما میخواهید شاید روی کاغذ ممکن باشد، اما ما تجهیزات تولید انبوهاش را نداریم.» جابز با همان لحن متکبرانه و قاطع همیشگیاش میگوید: «نترسید، شما میتوانید بسازیدش!»
این مکالمه، مدیران کورنینگ را سراسیمه به زیرزمین تاریک بایگانیها کشاند. آنها به یاد آوردند که ۴۵ سال پیش، در سال ۱۹۶۲، پروژهای عجیب به نام عضله Project Muscle داشتند. متالورژیستهای آن زمان در آزمایشگاه کشف کرده بودند که اگر شیشه را در حمام نمک پتاسیم مذاب در دمای ۴۰۰ درجه غوطهور کنند، پدیدهی شگفتانگیز تبادل یونی رخ میدهد. یونهای کوچک سدیم از سطح شیشه فرار کرده و یونهای درشت پتاسیم با فشار جای آنها را میگیرند. این فشردگی اتمی، تنش فشاری بینظیری ایجاد میکرد که شیشه را در برابر ضربه مقاوم میساخت. نام این محصول را Chemcor گذاشته بودند.اما مشکل چه بود؟ در دههی ۶۰ میلادی، هیچ صنعتی حاضر نبود برای این شیشهی گرانقیمت پول بدهد. پروژهی کمکور یک شکست تجاری مطلق بود و این فرمول بینظیر، برای ۴۵ سال در کشوی یک میز بایگانی شد و خاک خورد.اما نیاز اضطراری اپل در سال ۲۰۰۷، دقیقاً همان جرقهای بود که این فرمول رهاشده کم داشت. مهندسان کورنینگ فرمول قدیمی را بیرون کشیدند، ترکیب آلومینوسیلیکات آن را اصلاح کردند و در کمتر از ۶ ماه، در یک تلاش شبانهروزی محصولی خلق شد که امروز دنیا آن را با نام «گوریلا گلس» (Gorilla Glass) میشناسد؛ اختراعی که جان آیفون را نجات داد.اینجا دقیقاً همان نقطهای است که داستان دراماتیک کورنینگ، با واقعیت امروز صنعت و دانشگاه ما گره میخورد.وقتی ما در گروه متالورژی به این روایت نگاه میکنیم، با یک تناقض تلخ روبرو میشویم. امروز صدها فرمول مشابه با Chemcor، صدها سنتز نانومواد و دستورالعمل ساخت آلیاژهای پیشرفته، در قفسهی کتابخانههای دانشگاهی و مراکز رشد ما در حال خاک خوردن است. پایاننامهها و رسالههایی داریم که از نظر عمق و دقت متالورژیکی هیچ دستکمی از اختراعات جهانی ندارند.اما چرا این پژوهشها هرگز به یک گوریلا گلس بومی تبدیل نمیشوند و در همان قفسهها میمیرند؟پاسخ در فقدان علم نیست؛ در فقدان استیو جابزهاست. در غیاب یک نیاز واقعی و صنعتی. نوآوری واقعی در خلأ و صرفاً با تخصیص بودجههای پژوهشی متولد نمیشود. نوآوری زمانی جان میگیرد که یک مدیر صنعت، با یک ضربالاجلِ قاطع و نیازی واقعی، یقهی تیم تحقیق و توسعه را بگیرد و محصولی بخواهد که پایداری خطِ تولیدش به آن وابسته است.تا زمانی که صنایع ما با حاشیهی امن کار میکنند و نیازی به ارتقای رقابتی کیفیت ندارند، بهترین دستاوردهای مهندسی مواد ما نیز صرفاً مقالاتی برای پر کردن رزومهها باقی خواهند ماند. رسالت ما در مجموعههایی که دغدغهی ارتباط با صنعت دارند، چیزی جز شکستن این انزوا نیست؛ ما باید همان صدای زنگ تلفنی باشیم که فرمولهای خاکخورده را از بایگانی بیرون میکشد و به دست کارخانههای تشنهی تکنولوژی میرساند.امیرحسین قدمیاری اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir۱
آیا هیدروژن میتواند جای کک را در کورههای احیا بگیرد؟بیش از یک قرن است که کربن، عامل اصلی احیای اکسیدهای فلزی در صنعت فولاد بوده است. اما اکنون یکی از بزرگترین تغییرات تاریخ پیرومتالورژی در حال وقوع است: احیا با هیدروژن.در روشهای سنتی، اکسیژن موجود در سنگآهن عمدتاً توسط مونوکسیدکربن حذف میشود و محصول جانبی این واکنش، دیاکسیدکربن است. اما در فناوریهای جدید، هیدروژن نقش عامل احیاکننده را بر عهده میگیرد و محصول اصلی واکنش، بخار آب خواهد بود.تحقیقات اخیر نشان دادهاند که این تغییر فقط یک جایگزینی ساده نیست. نفوذ هیدروژن، سینتیک احیا، رشد تخلخلها و حتی ریزساختار آهن تولیدشده با روشهای کربنی تفاوت قابلتوجهی دارد. به همین دلیل، امروزه متالورژیستها در حال بازنگری بسیاری از مدلهای کلاسیک احیای سنگآهن هستند.اگر این فناوری در مقیاس صنعتی توسعه یابد، میتواند یکی از مهمترین گامها در کاهش انتشار CO₂ در صنعت فولاد باشد؛ صنعتی که سهم قابلتوجهی از انتشار جهانی کربن را به خود اختصاص میدهد.#استخراج #آموزش #پیرومتالورژی
اینومتریال | پلی میان علم، صنعت و فردا بله | تلگرام InnoMaterial.ir