کوی دانش - kooy

دریچه هایی به سوی مواد جدید

دریچه هایی به سوی مواد جدید
31 فروردین
07:03 1394
تیمی از پژوهشگران دانشکده هوا فضا و مکانیک از دانشگاه Notre Dame واقع در ایالت ایندیانا در آمریکا شرح می دهند که چگونه یک توصیف دقیق آماری مربوط به مواد خاص ناهمگون که در نظریه های میکرومکانیکی آماری به کار می رود، بر خواص ترمومکانیکی کلی حاکم است. این شرح مفصل آماری با به کارگیری یک طرح کلی جدید سازگار، با کمک بزرگ ترین کامپیوترهای موازی محاسبه شده است. تعیین کمیت ساختاری بسیاری از سیستم ها، در زمینه های علمی زیادی کاربرد دارند که این زمینه ها حوزه وسیعی دارند، حوزه ای که از پیکربندی های مولکولی تا ترکیبات ساختاری و اجرام آسمانی را در بر می گیرد.

یکی از پژوهشگران می گوید: «به مدت چندین سده، دانشمندان بزرگی مانند کپلر، ماکسول و انیشتین، ویژگی های آماری بسیاری از سیستم ها را بررسی کردند و مفاهیم مربوط به ساختارهای با مقیاس کوچک را در انتقال ماکروسکوپی و ویژگی های مکانیکی مورد بررسی قرار دادند». او می افزاید: «ما برای نخستین بار، ویژگی های جامدات دانه دانه (بلورین) را پیش بینی کردیم و اثر قابل توجهی را کشف کردیم که در رفتار ترمومکانیکی آنها وجود داشت و براساس کار خودمان رده بزرگی از مواد را درنظر گرفتیم که می توانیم اجزاء دلخواه آن را به سادگی مطالعه کنیم».

این پژوهش، بخشی از استراتژی مدل سازی چند مقیاسی اطلاعات محور (بر اساس تصویر) می باشد که طی آن، محاسبات توسط داده های تجربی میکرو ساختاری هدایت می شوند.

«من در این پژوهش، با کمک ابزارهای محاسباتی و تجربی، مواد ناهمگون و چند منظوره را در محیط های غیر معمولی بررسی می کنم. این مواد در زندگی روزمره ما نقشی اساسی دارند و در مهندسی زیستی، صنایع خودرو و صنایع هوا فضا، سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) و سایر کاربردها استفاده می شوند. مواد چند منظوره ناهمگون، چندین نقش اساسی دارند، پشتیبانی ساختاری، قابلیت بهبود بخشیدن خود به خود، تولید و ذخیره برق، کاهش فشار و فیلتراسیون زیستی، تنها چند مورد از این کاربرها هستند».

«این عملکردهای ساده و زیبا، توسط دانش گسترده ای از فیزیک، مکانیک و شیمی اداره می شوند و درک ما را از روابط مربوط به ویژگی آماری میکرو ساختاری به سنجش می گذارند. اگر اطلاعات آماریِ با نظم بیشتری در آنالیز چند مقیاسی نگهداری شوند، ویژگی های بسیاری از این مواد را می توان بهتر درک کرد. هدف ما آنست که از طریق توسعه ویژگی آماری- میکروساختاری، درک کاملی از روابط دانش مکانیک و مواد داشته باشیم که این کار می تواند به توسعه مواد جدید کمک کند».

پژوهشگران خاطر نشان می کنند که گام بعدی عبارت است از درک اثر ارتباطات مواد و نیز ناهمسانگرد بودن (1) آنها (که مستقیماً بستگی به رفتار ماده دارد).

«چالشی که وجود دارد، توسعه دادن این مدل ها و به شمار آوردن آن برای رفتار این مواد می باشد. همچنین بسیاری از مواد ناهمسانگرد هستند و تعیین کمیت ناهمسانگرد بودن آنها، پرسشی است که همچنان مطرح است. همچنین ارتباط دادن این کار با تکنیک های توصیف ویژگی ها (که تصویر- محور است)، ازقبیل پرتونگاری مقطعی میکرو کامپیوتری، یک گام طبیعی برای آینده می باشد. این تکنیک ها تبدیل به متد متداولی برای میکروساختارهای واقعی می باشند تا بتوان به کمک آنها، سیستم های مواد را آنالیز کرد».

.................................................................................................................................................

(1) ناهمسانگرد (anisotropic): برخی از مواد هنگامی که در شرایط گوناگونی مورد سنجش قرار می گیرند، ویژگی های فیزیکی گوناگونی از خود نشان می دهند که به آنها ناهمسانگرد گفته می شود. یک نمونه ساده از این مواد، چوب است. چوب در طول الیاف قوی تر است تا در عرض الیاف.

درباره نویسنده

ابراهیم یگانه

ابراهیم یگانه

با درودهای گرم به همه.

 

*  تحصيلات: لیسانس الكترونيك

*  تاریخ تولد: 1342

*  سابقه کار ترجمه (به جز سایت کوی دانش): همکاری با دارالترجمه ها، شرکت ها و اعضاء هیئت علمی دانشگاه ها و دانشجویان مقاطع تحصیلی مختلف، ترجمه چندین سایت (سایت آمریکایی سرطان، ...)

*  پیشینه شغلی در سایر زمینه ها: مهندس بازنشسته ایران خودرو با تجربه علمی و عملی در زمینه بهینه سازی مصرف انرژی (برق، آب، گاز، هوای فشرده) در صنایع و در محیط های خانگی.

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
شاید اسکوتر برقی تاشوی الکتریک مود (Electric Mood)همان چیزی باشد که شاغلان لازم دارند.

شاید اسکوتر برقی تاشوی الکتریک مود (Electric Mood)همان چیزی باشد که شاغلان لازم دارند.

هرچند تاکنون چندین مورد وسایل حمل‌ونقل برای طی مسیرهای نسبتاً کوتاه را خدمت خوانندگان معرفی کرده‌ایم، وسیله‌ای که در خبر حاضر قصد معرفی آن را داریم احتمالاً ازنظر وزن، حداکثر سرعت و میزان مسافتی که قادر به طی کردن است، در نوع خود منحصر به فرد می‌باشد. اسکوتر برقی تاشوی الکتریک مود فعلاً در مرحله ساخت نمونه اولیه قرار دارد و طراحانش امیدوارند از طریق سایت Indiegogo هزینه لازم را برای تولید انبوهش جمع‌آوری کنند.

مطالعه متن کامل
مصرف وعده غذایی سرشار از پروتئین باعث می شود زودتر احساس سیری کنید

مصرف وعده غذایی سرشار از پروتئین باعث می شود زودتر احساس سیری کنید

بسیاری از افراد به مصرف مقدار گوشت و مواد غذایی غنی و سرشار از پروتیئن با صرف هزینه گزاف می بالند چرا که بر این باورند این نوع غذاها در عین آنکه آنها را سیر می کند، کالری کمتری وارد بدنشان می کند. ریچارد مت محقق مواد مغذی دانشگاه پوردو در لافایت غربی بیان داشت: «تحقیقات چندانی برای تایید این امر صورت نگرفته است.» با این وجود تیم او داده های قابل دسترسی از تحقیقات متعدد را در این مورد تجزیه و تحلیل کرد. تحقیق جدید به این نتیجه رسید که وجود پروتئین، حس سیری زودرس را در افراد ایجاد می کند.

مطالعه متن کامل
یک رکورد سرد! سردترین جسم روی زمین در محیط آزمایشگاهی به وجود آمد!

یک رکورد سرد! سردترین جسم روی زمین در محیط آزمایشگاهی به وجود آمد!

زمانی که محققان قطعه ای از جنس مس را تا 6 میلی کلوین یا 6 هزارم درجه بالای صفر مطلق (0 Kelvin) سرد کردند، آن قطعه تبدیل به سردترین متر مکعب (35.3 فوت مکعب) بر روی زمین شد.

مطالعه متن کامل
«میکل آنژ» در نقاشی «آفرینش آدم» از علم ریاضی استفاده کرده است!

«میکل آنژ» در نقاشی «آفرینش آدم» از علم ریاضی استفاده کرده است!

تحقیقات جدید نشان می دهد که «میکل آنژ» به هنگام خلق اثر هنریِ «آفرینش آدم» در سقف کلیسای سیستین (در واتیکان) از نسبت طلایی 1.6 استفاده کرده است. اگر شما یک خط را به گونه ای به دو قسمت تقسیم کنید که نسبت قسمت بلندتر به قسمت کوچکتر برابر نسبت کل طول خط به قسمت بلندتر باشد، نسبت طلایی به دست می آید.

مطالعه متن کامل
آجرهای بازیافت شده از جنس ته سیگار مصرف انرژی را تا 58% کاهش می دهد

آجرهای بازیافت شده از جنس ته سیگار مصرف انرژی را تا 58% کاهش می دهد

همه ما با صحنه ناخوشایند مصرف سیگار توسط شهروندانی که به بهانه رهایی از استرس و فشار زندگی صورت می گیرد و سپس دور انداختن ته سیگارها در خیابان آشنا هستیم. همین عمل به ظاهر ساده را اگر در مقیاس جهانی در نظر بگیرید به تعداد میلیاردها بار تکرار شده و نتیجه اش 1.2 تن تریلیارد زباله ته سیگار است. این زباله کاملاً ارگانیک هم نیست و هنگامی که با محصولات گیاهی ترکیب می شود فلزات سنگینی را تولید می نماید که خاک و آب را آلوده می سازند. حتی محبوبیت روز افزون سیگار برقی نیز برای مقابله با افزایش سریع زباله ته سیگارها که بنابر پیش بینی ها تا سال 2025 به اندازه 50 درصد رشد خواهد داشت کافی نیست. دکتر عباس مهاجرانی که مهندسی در دانشگاه RMIT ملبورن می باشد با الهام گرفتن از سیمانی که تعداد زیادی ته سیگار روی آن ریخته می شود طرحی را برای بازاستفاده زباله یاد شده و بدل ساختنش به آجر جهت ساختمان سازی پیشنهاد داده است.

مطالعه متن کامل