Розумні композити

«Розумні» композити, інакше системи, що самоорганізуються (англ. smart composites) — особливим чином структуровані системи, що складаються з підсистем зчитування зовнішнього сигналу (впливу), його обробки, виконання деякої дії (функціональний відгук), механізмів зворотного зв'язку, самодіагностування і самовідновлення (у разі оборотності).

Опис

Кожен елемент такої системи має певну функціональність, яка реалізується відповідними властивостями перспективних матеріалів, які розробляються з цією метою. Вся система структурована таким чином, щоб виконати самоконтрольовану «розумну» дію, подібну функціонуванню живого організма, здатного «приймати рішення і здійснювати дію».

Відомими прикладами «розумних» матеріалів, на основі яких можна сконструювати таку систему, є:

• Сплави і полімери з пам'яттю форми, які деформуються і потім відновлюють свою форму при зміні температури або напруженості магнітного поля;
• рH-чутливі полімери, які набухають або колапсуются при зміні кислотності навколишнього середовища;
• Термо-чутливі полімери, які змінюють свої властивості при зміні температури зовнішнього середовища;
• Галохромні, електрохромні, термохромні, фотохромні матеріали, які змінюють колір (пропускання) при зміні кислотності середовища, прикладеної напруги електричного поля, температури середовища, опроміненні світлом відповідно;
• Неньютонівські рідини, які змінюють свою в'язкість аж до втрати плинності при зміні величини прикладеної швидкості зсуву.

Досягнуті останнім часом успіхи в області створення функціональних наноматеріалів і «розумних» систем за допомогою управління їх структурною та композиційною організацією за принципом «знизу-вгору», засновані, в тому числі, на розроблених раніше молекулярних, нано- та мікророзмірних матеріалах, є першим кроком, що об'єднує функціональні наноматеріали з логічною системою.

Запропоновано композити із «вбудованими» сенсорами (оптичними, п'єзоелектричними, акустичними), що забезпечують моніторинг стану матеріалу в процесі його виробництва, випробувань і експлуатації, відносити до «розумних» композитів пасивного типу, тоді як композити, структура яких включає елементи, що керують поведінкою конструкції, відносять до композитів активного типу. Найбільш відомими композитами такого типу є матеріали, що містять елементи пам'яті форми або п'єзоелектричні елементи, що пригнічують вібрацію.

Література

• (англ.) Concise Encyclopedia of Composite Materials / Ed. by A. Kelly. — Elsevier Science, 1994. — 378 p.