[FONT="]آیا می دانیم مواد[FONT="]هوشمند چه کاربردهایی دارند؟[/FONT][/FONT]
[FONT="]حسین[FONT="]صالحی وزیری[/FONT][FONT="]۱۳۸۸/۰۲/۲۳[/FONT][/FONT]
[FONT="]مواد هوشمند افق تازهای از[FONT="]علم را در برابر بشر گشودهاند و توجه به آنها رویاهای دیرینهای از بشر را تحقق[/FONT][FONT="]خواهد بخشید. در متن زیر به معرفی، کاربرد و افق آیندة بعضی از این مواد، اشارة[/FONT][FONT="]مختصری گردیده است[/FONT][FONT="]:[/FONT][/FONT]
[FONT="]
[/FONT]
[/FONT]
[FONT="]معرفی[FONT="]: [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]انواع مختلفی از مواد همچون[/FONT][FONT="]فروالکتریکها (که در میدان الکتریکی کرنش میکنند)، آلیاژهای حافظهدار (که در[/FONT][FONT="]واکنش به تغییرات دما، دچار تغییر شکل ناشی از تبدیل فاز میشوند) و مواد منعطف[/FONT][FONT="]مغناطیسی (که در میدان مغناطیسی کرنش میکنند)، قابلیتهای حسگری و تحریکپذیری از[/FONT][FONT="]خود نشان میدهند. این پدیدهها برعکس یکدیگر عمل میکنند و بنابراین میتوان این[/FONT][FONT="]مواد را، جداگانه یا با هم، به کار برد و قابلیت حسگری و تحریک پذیری را برای[/FONT][FONT="]پاسخگویی به شرایط محیطی با یکدیگر ترکیب کرد. هم اکنون از مواد یاد شده در[/FONT][FONT="]چاپگرهای جوهرافشان، درایوهای دیسک مغناطیسی و وسایل ضد لختگی خون استفاده بسیار[/FONT][FONT="]گسترده میشود[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]کامپوزیتها با پایه سرب- تیتان- روی[/FONT][FONT="] (PZT) [/FONT][FONT="]و سایر مواد[/FONT][FONT="]فروالکتریک که دارای حساسیت زیاد، واکنش چندگانه فرکانسی و فرکانس متغیر هستند، بخش[/FONT][FONT="]مهمی از مواد هوشمند به شمار میروند. مثلاً کامپوزیت[/FONT][FONT="] PZT [/FONT][FONT="]فرستنده- گیرندهای است[/FONT][FONT="]که در محفظهای به شکل هلال جاسازی میشود و پاسخ را به گونهای پایدار تقویت[/FONT][FONT="]میکند. نمونه دیگر، کامپوزیتهای باریم- استرونتیم- تیتان و مواد غیر فروالکتریک[/FONT][FONT="]هستند که واکنشهای پرس فرکانسی و پرس میدانی نشان میدهند. مصرف این کامپوزیتها[/FONT][FONT="]در حسگرها و تحریککنندههایی است که میتوانند برای[/FONT][FONT="]هماهنگی با سیگنال یا[/FONT][FONT="]رمزگشایی آن، فرکانس خود را تغییر دهند. هم اکنون از فروالکتریکها در اجزای[/FONT][FONT="]حافظهای غیر متغیر، کارتهای هوشمند و اجزای فعال اسکیهای هوشمند- که در واکنش به[/FONT][FONT="]تنش تغییر شکل میدهند- استفاده میشود[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]بخش مهم دیگری از این مواد، پلیمرهای هوشمند هستند (مثلاً ژلهای جدیدی که[/FONT][FONT="]در واکنش به میدان الکتریکی تغییر شکل میدهند). از پلیمرهای الکترواکتیو در ساخت[/FONT][FONT="] "[/FONT][FONT="]ماهیچههای مصنوعی" نیز استفاده شده است.پلیمرهای موجود کنونی قدرت مکانیکی محدودی[/FONT][FONT="]دارند، اما حوزه پلیمرها حوزة تحقیقاتی بسیار پویایی است و کاربردهای بالقوهای در[/FONT][FONT="]روباتهای کاوشگر فضایی، ماموریتهای بسیار خطرناک و تجسس را نوید میدهد. همچنین[/FONT][FONT="]میتوان هیدروژلهایی ساخت که در واکنش به تغییرات[/FONT][FONT="] ph [/FONT][FONT="]و دما منبسط و منقبض شوند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این هیدروژلها (به شکل کپسول) قادر خواهند بود در واکنش به تغییرات شیمیایی،[/FONT][FONT="]داروهایی در بدن ترشح کنند (مثلاً ترشح انسولین بر پایه تمرکز گلوکز). روند دیگر در[/FONT][FONT="]رهاسازی کنترل شده دارو در بدن، مواد با هستههای هیدروفوبیک و پوسته هیدروفیلیک[/FONT][FONT="]است[/FONT][FONT="]. [/FONT][/FONT]
[/FONT][FONT="]انواع مختلفی از مواد همچون[/FONT][FONT="]فروالکتریکها (که در میدان الکتریکی کرنش میکنند)، آلیاژهای حافظهدار (که در[/FONT][FONT="]واکنش به تغییرات دما، دچار تغییر شکل ناشی از تبدیل فاز میشوند) و مواد منعطف[/FONT][FONT="]مغناطیسی (که در میدان مغناطیسی کرنش میکنند)، قابلیتهای حسگری و تحریکپذیری از[/FONT][FONT="]خود نشان میدهند. این پدیدهها برعکس یکدیگر عمل میکنند و بنابراین میتوان این[/FONT][FONT="]مواد را، جداگانه یا با هم، به کار برد و قابلیت حسگری و تحریک پذیری را برای[/FONT][FONT="]پاسخگویی به شرایط محیطی با یکدیگر ترکیب کرد. هم اکنون از مواد یاد شده در[/FONT][FONT="]چاپگرهای جوهرافشان، درایوهای دیسک مغناطیسی و وسایل ضد لختگی خون استفاده بسیار[/FONT][FONT="]گسترده میشود[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]کامپوزیتها با پایه سرب- تیتان- روی[/FONT][FONT="] (PZT) [/FONT][FONT="]و سایر مواد[/FONT][FONT="]فروالکتریک که دارای حساسیت زیاد، واکنش چندگانه فرکانسی و فرکانس متغیر هستند، بخش[/FONT][FONT="]مهمی از مواد هوشمند به شمار میروند. مثلاً کامپوزیت[/FONT][FONT="] PZT [/FONT][FONT="]فرستنده- گیرندهای است[/FONT][FONT="]که در محفظهای به شکل هلال جاسازی میشود و پاسخ را به گونهای پایدار تقویت[/FONT][FONT="]میکند. نمونه دیگر، کامپوزیتهای باریم- استرونتیم- تیتان و مواد غیر فروالکتریک[/FONT][FONT="]هستند که واکنشهای پرس فرکانسی و پرس میدانی نشان میدهند. مصرف این کامپوزیتها[/FONT][FONT="]در حسگرها و تحریککنندههایی است که میتوانند برای[/FONT][FONT="]هماهنگی با سیگنال یا[/FONT][FONT="]رمزگشایی آن، فرکانس خود را تغییر دهند. هم اکنون از فروالکتریکها در اجزای[/FONT][FONT="]حافظهای غیر متغیر، کارتهای هوشمند و اجزای فعال اسکیهای هوشمند- که در واکنش به[/FONT][FONT="]تنش تغییر شکل میدهند- استفاده میشود[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]بخش مهم دیگری از این مواد، پلیمرهای هوشمند هستند (مثلاً ژلهای جدیدی که[/FONT][FONT="]در واکنش به میدان الکتریکی تغییر شکل میدهند). از پلیمرهای الکترواکتیو در ساخت[/FONT][FONT="] "[/FONT][FONT="]ماهیچههای مصنوعی" نیز استفاده شده است.پلیمرهای موجود کنونی قدرت مکانیکی محدودی[/FONT][FONT="]دارند، اما حوزه پلیمرها حوزة تحقیقاتی بسیار پویایی است و کاربردهای بالقوهای در[/FONT][FONT="]روباتهای کاوشگر فضایی، ماموریتهای بسیار خطرناک و تجسس را نوید میدهد. همچنین[/FONT][FONT="]میتوان هیدروژلهایی ساخت که در واکنش به تغییرات[/FONT][FONT="] ph [/FONT][FONT="]و دما منبسط و منقبض شوند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]این هیدروژلها (به شکل کپسول) قادر خواهند بود در واکنش به تغییرات شیمیایی،[/FONT][FONT="]داروهایی در بدن ترشح کنند (مثلاً ترشح انسولین بر پایه تمرکز گلوکز). روند دیگر در[/FONT][FONT="]رهاسازی کنترل شده دارو در بدن، مواد با هستههای هیدروفوبیک و پوسته هیدروفیلیک[/FONT][FONT="]است[/FONT][FONT="]. [/FONT][/FONT]
[FONT="]چشم انداز آینده[FONT="]: [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]جهانی که از تحریک[/FONT][FONT="]کنندهها و حسگرهای شبکه شده (مثلاً روی دیوارها، لباسها، لوازم منزل، وسایل نقلیه[/FONT][FONT="]و محیط پیرامونی) اشباع باشد، نوید دهنده بهبود، بهینهسازی و مشتریگرایی[/FONT][FONT="]سیستمهای حسگر از طریق دسترسی بیشتر به اطلاعات و تحریکپذیری هر چه مستقیمتر[/FONT][FONT="]است. ارتباطات قابل دسترس مستمر، فهرست بندی و مکانیابی اقلام شخصی برچسبدار[/FONT][FONT="] ([/FONT][FONT="]برچسبهای الکترونیکی، شیمیایی و غیره) و هماهنگی کارکردهای پشتیبان، دستاوردهایی[/FONT][FONT="]هستند که تا سال 2015 به تدریج تحقق خواهند یافت[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]توسعه مداوم حسگرهای[/FONT][FONT="]بیومتریک پنهان و ریز، همراه با تحقیق پیرامون شناسایی صدا و دستخط و اثر انگشت،[/FONT][FONT="]به اثربخشی سیستمهای ایمنی فردی میانجامد. از این سیستمها میتوان برای مقاصد[/FONT][FONT="]پلیسی، نظامی، سازمانی، شخصی و تفریحی استفاده کرد. با ترکیب این سیستمها و[/FONT][FONT="]تکنولوژیهای اطلاعات امروزی، بسیاری از دغدغهها پیرامون مسائل امنیتی و حریم[/FONT][FONT="]خصوصی افراد مرتفع خواهد شد. همچنین کاربردهایی برای ایمنسازی بهتر اسلحه کمری (با[/FONT][FONT="]نصب قفلهای تشخیص هویت مالک واقعی) و دزدگیر وسایل نقلیه ایجاد خواهد شد[/FONT][FONT="]. [/FONT][/FONT]
[/FONT][FONT="]جهانی که از تحریک[/FONT][FONT="]کنندهها و حسگرهای شبکه شده (مثلاً روی دیوارها، لباسها، لوازم منزل، وسایل نقلیه[/FONT][FONT="]و محیط پیرامونی) اشباع باشد، نوید دهنده بهبود، بهینهسازی و مشتریگرایی[/FONT][FONT="]سیستمهای حسگر از طریق دسترسی بیشتر به اطلاعات و تحریکپذیری هر چه مستقیمتر[/FONT][FONT="]است. ارتباطات قابل دسترس مستمر، فهرست بندی و مکانیابی اقلام شخصی برچسبدار[/FONT][FONT="] ([/FONT][FONT="]برچسبهای الکترونیکی، شیمیایی و غیره) و هماهنگی کارکردهای پشتیبان، دستاوردهایی[/FONT][FONT="]هستند که تا سال 2015 به تدریج تحقق خواهند یافت[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]توسعه مداوم حسگرهای[/FONT][FONT="]بیومتریک پنهان و ریز، همراه با تحقیق پیرامون شناسایی صدا و دستخط و اثر انگشت،[/FONT][FONT="]به اثربخشی سیستمهای ایمنی فردی میانجامد. از این سیستمها میتوان برای مقاصد[/FONT][FONT="]پلیسی، نظامی، سازمانی، شخصی و تفریحی استفاده کرد. با ترکیب این سیستمها و[/FONT][FONT="]تکنولوژیهای اطلاعات امروزی، بسیاری از دغدغهها پیرامون مسائل امنیتی و حریم[/FONT][FONT="]خصوصی افراد مرتفع خواهد شد. همچنین کاربردهایی برای ایمنسازی بهتر اسلحه کمری (با[/FONT][FONT="]نصب قفلهای تشخیص هویت مالک واقعی) و دزدگیر وسایل نقلیه ایجاد خواهد شد[/FONT][FONT="]. [/FONT][/FONT]