נייעס

גראַפֿין מאַטעריאַל

גראַפֿען איז אַן איינציקאַרטיקער מאַטעריאַל צוזאַמענגעשטעלט פֿון אַן איינציקער שיכט פֿון קוילן־אַטאָמען. עס ווײַזט אויף אויסערגעוויינטלעך הויכע עלעקטרישע קאָנדוקטיוויטעט, דערגרייכנדיק 10⁶ S/m — 15 מאָל אַזוי פֿיל ווי קופּער — מאַכנדיג עס דער מאַטעריאַל מיטן נידעריגסטן עלעקטרישן קעגנשטאַנד אויף דער ערד. דאַטן ווײַזן אויך אַז זײַן קאָנדוקטיוויטעט קען דערגרייכן 1515.2 S/cm. אין דעם פֿעלד פֿון פּאָלימער מאַטעריאַלן, האַלט גראַפֿען אַ ריזיקן אַפּליקאַציע־פּאָטענציאַל.

ווען איינגעארבעט אלס א הויך-פארשטעלונג צוגאב אין פאלימער מאטעריאלן, פארבעסערט גראפען באדייטנד עלעקטרישע קאנדוקטיוויטעט און טראג-קעגנשטעל. צוגעבן גראפען פארגרעסערט באדייטנד די מאטעריאל קאנדוקטיוויטעט, און ברענגט ארויס אויסגעצייכנטע פארשטעלונג אין עלעקטראנישע דעווייסעס, באטעריעס, און ענליכע אפליקאציעס. איר הויכע שטארקייט פארבעסערט אויך די מעכאנישע אייגנשאפטן פון פאלימער סטרוקטורעלע מאטעריאלן, מאכנדיג עס פאסיג פאר הויך-שטארקייט-פארלאנגטע סעקטארן ווי עראספייס און אויטאמאטיוו פאבריקאציע.

הויך-פאָרשטעלונג קאַרבאָן פיבער קאָמפּאָזיטן

קאַרבאָן פיבער איז אַ מאַטעריאַל אַזוי לייכט ווי אַ פעדער אָבער אַזוי שטאַרק ווי שטאָל, האַלטנדיק אַ וויכטיקע פּאָזיציע אין דער מאַטעריאַלן לאַנדשאַפט. ניצנדיק זיין נידעריקע געדיכטקייט און הויך שטאַרקייט, געפינט קאַרבאָן פיבער קריטישע אַפּליקאַציעס אין ביידע אויטאָמאָטיוו פאַבריקאַציע און אַעראָספּייס.

אין אויטאמאטיוו פאבריקאציע, ווערט עס גענוצט פאר קערפער ראמען און קאמפאנענט פאבריקאציע, פארבעסערנדיג די אלגעמיינע שטארקייט פון די אויטא בשעת'ן פארקלענערן וואג און פארבעסערנדיג ברענשטאף עפעקטיווקייט. אין לופטפארט, סערווירט עס אלס אן אידעאלער מאטעריאל פאר עראפלאן סטרוקטורעלע קאמפאנענטן, עפעקטיוו פארקלענערנדיג עראפלאן וואג, נידעריגנדיג ענערגיע קאנסומאציע, און פארבעסערנדיג פלי פערפארמענס.

אַוואַנסירטע האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן

אין היינטיקן צייט פון שנעלע אינפארמאציע טעכנולוגיע פארשריט, איז דא א שטארקע פארלאנג פאר טעכנאלאגישע פארבעסערונגען אין אלע סעקטארן. די עלעקטראניק פאבריקאציע אינדוסטריע ווייזט א באזונדערס אויסגעצייכנטע און שטענדיג וואקסנדיקע נויט פאר העכער-פארשטעלונג האלב-קאנדוקטאר מאטעריאלן. אלס די הויפט יסוד פון מאדערנער עלעקטראנישער טעכנולוגיע, באשטימט די קוואליטעט פון האלב-קאנדוקטאר מאטעריאלן גלייך די אפעראציע שנעלקייט, עפעקטיווקייט, און פונקציאנאליטעט פון עלעקטראנישע דעווייסעס.

אויף דעם מיקראָסקאָפּישן שטאַפּל, האָבן כאַראַקטעריסטיקס ווי עלעקטרישע אייגנשאַפטן, קריסטאַל סטרוקטור, און פאַרפּעסטיקונג אינהאַלט אַ באַדייטנדיקן השפּעה אויף די פאָרשטעלונג פון עלעקטראָנישע דעוויסעס. למשל, האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן מיט העכערער טרעגער מאָביליטעט דערמעגלעכן שנעלערע עלעקטראָן באַוועגונג, וואָס פאַרגרעסערט די קאַמפּיוטיישאַנאַל גיכקייט. ריינערע קריסטאַל סטרוקטורן רעדוצירן עלעקטראָן צעשפּרייטונג, וואָס פאַרבעסערט ווייטער די אָפּעראַציאָנעלע עפעקטיווקייט.

אין פּראַקטישע אַפּליקאַציעס, די הויך-פאָרשטעלונג האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן פאָרמען די יסוד פֿאַר פּראָדוקציע שנעלערע, מער עפֿעקטיווע עלעקטראָנישע דעוויסעס ווי סמאַרטפאָונז, קאָמפּיוטער פּראַסעסערז און הויך-גיכקייַט קאָמוניקאַציע טשיפּס. זיי דערמעגלעכן די מיניאַטוריזאַציע און הויך פאָרשטעלונג פון עלעקטראָנישע דעוויסעס, און דערמעגלעכן מער פאַנגקשאַנאַלע מאָדולן צו זיין ינטאַגרירט אין אַ באַגרענעצטן פּלאַץ. דאָס פאַסילאַטייץ די דורכפירונג פון מער קאָמפּליצירטע קאַמפּיוטיישאַנאַל און פּראַסעסינג טאַסקס, און טרעפֿט די שטענדיק-וואַקסנדיקע פאָדערונג פֿאַר אינפֿאָרמאַציע אַקוויזישאַן און פּראַסעסינג. רעזין מאַטעריאַלן פֿאַרבונדן מיט האַלב-קאָנדוקטאָר פּראָדוקציע פֿאַרדינען ופֿמערקזאַמקייט.

3D דרוק מאַטעריאַלן

פֿון מעטאַלן ביז פּלאַסטיקס, די פֿאָרשריט פֿון 3D דרוק טעכנאָלאָגיע פֿאַרלאָזט זיך אויף פֿאַרשיידענע מאַטעריאַל שטיצע, מיט די מאַטעריאַלן וואָס האַלטן ברייטע אַפּליקאַציעס און באַדייטנדיק וויכטיקייט אין דעם פֿעלד פֿון פּאָלימער מאַטעריאַלן.

מעטאַל מאַטעריאַלן אין 3D דרוקן ווערן גענוצט צו פאַבריצירן קאָמפּאָנענטן וואָס דאַרפן הויך שטאַרקייט און פּינקטלעכקייט, אַזאַ ווי מאָטאָר טיילן אין לופטפאָרט און מעטאַל ימפּלאַנטן אין מעדיצינישע דעוויסעס. פּלאַסטיק מאַטעריאַלן, מיט זייערע פֿאַרשיידענע אייגנשאַפטן און גרינגקייט פון פּראַסעסינג, האָבן געפֿונען נאָך ברייטערע אַפּליקאַציע אין 3D דרוקן.

פּאָלימער מאַטעריאַלן פֿאָרמען אַ קריטישער קאָמפּאָנענט פֿון 3D דרוק מאַטעריאַלן, וואָס עפֿנט גרעסערע מעגלעכקייטן פֿאַר דער טעכנאָלאָגיע. ספּעציאַליזירטע פּאָלימערן מיט אויסגעצייכנטער ביאָקאָמפּאַטיביליטי ערמעגלעכן דאָס דרוקן פֿון ביאָ-ינזשענירטע געוועב סקאַפאָולדז. געוויסע פּאָלימערן האָבן אייגענאַרטיקע אָפּטישע אָדער עלעקטרישע אייגנשאַפֿטן, וואָס טרעפֿן ספּעציפֿישע אַפּליקאַציע באַדערפֿנישן. טערמאָפּלאַסטיקס, וואָס ווערן געשמאָלצן דורך באַהייצונג, ערמעגלעכן שיכט-ביי-שיכט דעפּאָזיציע פֿאַר שנעלער פֿאַבריקאַציע פֿון קאָמפּלעקסע פֿאָרמען, מאַכנדיג זיי וויידלי געניצט אין פּראָדוקט פּראָוטאַטייפּינג און פּערזענאַליזירטע קאַסטאַמייזיישאַן.

די דאזיקע פארשיידענע מאַטעריאַל שטיצע ערמעגליכט 3D דרוק טעכנאָלאָגיע צו אויסקלייבן פּאַסיק מאַטעריאַלן פֿאַר פּראָדוקציע באַזירט אויף פֿאַרשיידענע באדערפענישן, מאַכנדיג אויף-פאָדערונג פּראָדוקציע אַ פאַקט. צי פֿאַר קאַסטאַמייזינג קאָמפּאָנענטן אין אינדוסטריעלער פּראָדוקציע אָדער פּראָדוצירן פּערזענאַליזירטע מעדיצינישע דעוויסעס אין געזונטהייט, נוצט 3D דרוקן זייַנע ברייטע מאַטעריאַל רעסורסן צו דערגרייכן עפֿעקטיווע, פּינקטלעכע פּראָדוקציע, וואָס טרייבט רעוואָלוציאָנערע ענדערונגען אין פֿאַרשיידענע פֿעלדער.

סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלן

אלס מאַטעריאַלן מיט אייגענאַרטיקע פיזישע אייגנשאַפטן, האַלטן סופּערקאַנדאַקטאָרס אַן אויסערגעוויינלעך וויכטיקע פּאָזיציע אין מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט, ספּעציעל אין אַפּליקאַציעס וואָס אַרייַננעמען עלעקטרישע קראַנט טראַנסמיסיע און עלעקטראָמאַגנעטישע דערשיינונגען. די מערסט באַמערקעוודיקע כאַראַקטעריסטיק פון סופּערקאַנדאַקטאָרס איז זייער פיייקייט צו פירן עלעקטרישע קראַנט מיט נול קעגנשטעל אונטער ספּעציפֿישע באדינגונגען. די אייגנשאַפט גיט סופּערקאַנדאַקטאָרס אַ ריזיק פּאָטענציאַל פֿאַר אַפּליקאַציע אין דעם פעלד פון מאַכט טראַנסמיסיע.

אין קאַנווענשאַנעלע מאַכט טראַנסמיסיע פּראָצעסן, דער קעגנשטעל וואָס איז איינגעבוירן אין קאַנדאַקטערז רעזולטירט אין באַטייטיק ענערגיע פארלוסטן אין דער פאָרעם פון היץ. די אַפּלאַקיישאַן פון סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלס צוזאָגט צו רעוואלוציאנירן די סיטואַציע. ווען געניצט אין מאַכט טראַנסמיסיע ליניעס, קראַנט פליסט דורך זיי אַנשטערד, ריזאַלטינג אין כּמעט נול עלעקטרישע ענערגיע פארלוסט. דאָס ימפּרוווז באַטייטיק טראַנסמיסיע עפעקטיווקייַט, ראַדוסאַז ענערגיע וויסט, און מינאַמייזאַז ענווייראָנמענטאַל פּראַל.

סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלן שפּילן אויך אַ וויכטיקע ראָלע אין מאַגנעטישע לעוויטאַציע טראַנספּאָרטאַציע. מאַגלעוו באַנען נוצן די שטאַרקע מאַגנעטישע פעלדער וואָס ווערן גענערירט דורך סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלן צו אינטעראַקטירן מיט די מאַגנעטישע פעלדער אויף די רעלסן, וואָס ערמעגליכט דעם באַן צו שוועבן און אַרבעטן מיט הויכע גיכקייטן. די נול-קעגנשטעל אייגנשאַפט פון סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלן גאַראַנטירט די סטאַבילע דזשענעריישאַן און וישאַלט פון מאַגנעטישע פעלדער, וואָס גיט קאָנסיסטענטע לעוויטאַציע און פּראָפּולסיע כוחות. דאָס דערמעגלעכט באַנען צו אַרומפאָרן מיט העכערע גיכקייטן מיט גלאַטער אָפּעראַציע, וואָס פונדאַמענטאַל טראַנספאָרמירט טראַדיציאָנעלע טראַנספּאָרטאַציע מעטאָדן.

די אַפּליקאַציע פּראַספּעקטן פֿאַר סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַלן זענען אויסערגעוויינלעך ברייט. חוץ זייער באַטייטיק פּראַל אין מאַכט טראַנסמיסיע און מאַגנעטיש לעוויטיישאַן טראַנספּאָרטאַציע, זיי האָבן פּאָטענציעל ווערט אין אנדערע פעלדער אַזאַ ווי מאַגנעטיש רעזאָנאַנס ימאַגינג (MRI) טעכנאָלאָגיע אין מעדיציניש ויסריכט און פּאַרטיקל אַקסעלערייטערז אין הויך-ענערגיע פיזיק פאָרשונג.

קלוגע ביאָניק מאַטעריאַלן

אינעם ברייטן פעלד פון מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט, עקזיסטירט אַ ספּעציעלע קלאַס פון מאַטעריאַלן וואָס נאָכמאַכן ביאָלאָגישע סטרוקטורן געפֿונען אין נאַטור, און ווײַזן אויף פֿאַרכאַפּנדיקע אייגנשאַפֿטן. די מאַטעריאַלן האָבן אַ באַדײַטנדיקע וויכטיקייט אינעם פּאָלימער מאַטעריאַלן סעקטאָר. זיי קענען רעאַגירן צו ענווייראָנמענטאַלע ענדערונגען, זיך-רעפּאַרירן, און אפילו זיך-רייניקן.

געוויסע קלוגע פּאָלימער מאַטעריאַלן האָבן כאַראַקטעריסטיקס וואָס נאָכמאַכן ביאָלאָגישע סטרוקטורן. למשל, עטלעכע פּאָלימער הידראָגעלס נעמען סטרוקטורעלע אינספּיראַציע פֿון דער עקסטראַסעלולאַרער מאַטריץ וואָס געפֿינט זיך אין ביאָלאָגישע געוועבן. די הידראָגעלס קענען שפּירן ענדערונגען אין דער הומידיטי אין זייער סביבה: ווען די הומידיטי פֿאַרמינערט זיך, ציען זיי זיך צוזאַמען צו מינימיזירן וואַסער פֿאַרלוסט; און זיי יקספּאַנדירן צו אַבזאָרבירן נעץ ווען די הומידיטי וואַקסט, דערמיט רעאַגירנדיק אויף די הומידיטי לעוועלס אין דער סביבה.

וועגן זיך-היילונג, קענען געוויסע פאלימערישע מאטעריאלן וואס אנטהאלטן ספעציעלע כעמישע פארבינדונגען אדער מיקראסטרוקטורן זיך אויטאמאטיש פאררעכטן נאך שאדן. למשל, פאלימערן מיט דינאמישע קאוואלענטע פארבינדונגען קענען איבערארדענען די פארבינדונגען אונטער ספעציפישע באדינגונגען ווען אויבערפלאך ריסן דערשיינען, היילנדיג דעם שאדן און צוריקשטעלן די אינטעגריטעט און פערפארמאנס פון מאטעריאל.

פֿאַר זיך-רייניקונג פֿונקציאָנאַליטעט, געוויסע פּאָלימערישע מאַטעריאַלן דערגרייכן דאָס דורך ספּעציאַליזירטע ייבערפלאַך סטרוקטורן אָדער כעמישע מאָדיפֿיקאַציעס. למשל, עטלעכע פּאָלימערישע קאָוטינג מאַטעריאַלן האָבן מיקראָסקאָפּישע סטרוקטורן וואָס גלייכן לאָטוס בלעטער. די מיקראָסטרוקטור דערמעגלעכט וואַסער טראָפּנס צו פֿאָרמען קרעלן אויף דער ייבערפלאַך פֿון מאַטעריאַל און זיך שנעל אַראָפּוואַלגערן, גלײַכצײַטיק טראָגנדיק אַוועק שטויב און שמוץ, און דערמיט דערגרייכנדיק אַ זיך-רייניקונג ווירקונג.

ביאָדעגראַדירבארע מאַטעריאַלן

אין היינטיקער געזעלשאַפט, זענען די ענווייראָנמענטאַלע אַרויסרופן ערנסט, מיט שטענדיקע פאַרפּעסטיקונג וואָס געט אַ סכּנה פֿאַר עקאָסיסטעמען. אין דעם מאַטעריאַלן פעלד,ביאָדעגראַדירבארע מאַטעריאַלןהאָבן באַקומען באַדייטנדיקע אויפֿמערקזאַמקייט ווי סאַסטיינאַבאַל לייזונגען, דעמאָנסטרירנדיק אייגענאַרטיקע מעלות און באַדייטנדיקן אַפּליקאַציע ווערט, ספּעציעל אין דער וועלט פֿון פּאָלימערישע מאַטעריאַלן.

אין מעדיצינישן פעלד, שפּילן ביאָדעגראַדירבארע מאַטעריאַלן אַ וויכטיקע ראָלע. למשל, נעטן געניצט פֿאַר וואונד-פאַרמאַכן זענען אָפט געמאַכט פֿון ביאָדעגראַדירבארע פּאָלימער מאַטעריאַלן. די מאַטעריאַלן ווערן ביסלעכווייַז דעגראַדירט בעת דעם וואונד-היילונג פּראָצעס, וואָס עלימינירט די נויטווענדיקייט פֿאַר אַראָפּנעמען און רעדוצירט פּאַציענט ומבאַקוועמקייט און ינפעקציע ריזיקעס.

גלייכצייטיג ווערן בייאָודיגריידאַבאַל פּאָלימערן ברייט גענוצט אין געוועב אינזשעניריע און מעדיצין ליפערונג סיסטעמען. זיי דינען ווי צעלולאַרע סקאַפאָולדז, וואָס צושטעלן סטרוקטורעלע שטיצע פֿאַר צעל וווּקס און געוועב ריפּער. די מאַטעריאַלן דעגראַדירן מיט דער צייט אָן לאָזן רעשטלעך אין דעם גוף, דערמיט אַוווידינג פּאָטענציעלע געזונט געפאַרן.

אין דעם פּאַקאַדזשינג סעקטאָר, האָבן בייאָודיגריידאַבאַל מאַטעריאַלן אַ ריזיקן אַפּליקאַציע פּאָטענציאַל. טראַדיציאָנעלע פּלאַסטיק פּאַקאַדזשינג איז שווער צו דעגראַדירן, וואָס פירט צו פּערסיסטענט ווייסע פאַרפּעסטיקונג. פּאַקאַדזשינג פּראָדוקטן געמאַכט פון בייאָודיגריידאַבאַל פּאָלימערן, אַזאַ ווי פּלאַסטיק זעקלעך און קעסטלעך, צעפאַלן זיך ביסלעכווייַז אין ומשעדלעך סאַבסטאַנסאַז דורך מיקראָביאַל אַקציע אין נאַטירלעכע סביבות נאָך נוצן, וואָס רעדוצירט פּערסיסטענט פאַרפּעסטיקונג. למשל, פּאָלילאַקטיק זויער (PLA) פּאַקאַדזשינג מאַטעריאַלן פאָרשלאָגן גוטע מעכאַנישע און פּראַסעסינג פּראָפּערטיעס צו טרעפן גרונט פּאַקאַדזשינג רעקווירעמענץ בשעת זיי זענען בייאָודיגריידאַבאַל, מאַכנדיג זיי אַן אידעאַלע אָלטערנאַטיוו.

נאַנאָמאַטעריאַלן

אין דעם אנגייענדיקן פארשריט פון מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט, זענען נאַנאָמאַטעריאַלן אַרויסגעקומען ווי אַ פאָרשונג און אַפּליקאַציע האָטספּאָט צוליב זייערע אייגנאַרטיקע אייגנשאַפטן און די מעגלעכקייט צו מאַניפּולירן מאַטעריע אויף דער מיקראָסקאָפּישער מאָסשטאַב. זיי האַלטן אויך אַ באַדייטנדיקע פּאָזיציע אין דעם פעלד פון פּאָלימער מאַטעריאַלן. דורך קאָנטראָלירן מאַטעריע אויף דער נאַנאָסקאַלע, ווייַזן די מאַטעריאַלן באַזונדערע אייגנשאַפטן גרייט צו מאַכן באַדייטנדיקע ביישטייערונגען אין מעדיצין, ענערגיע און עלעקטראָניק.

אין מעדיצינישן פעלד, די אייגנארטיגע אייגנשאפטן פון נאנאמאטעריאלן שטעלן פאר נייע מעגלעכקייטן פאר קראנקהייט דיאגנאז און באהאנדלונג. למשל, געוויסע נאנאפאלימערע מאטעריאלן קענען ווערן אינזשענירט אלס צילגעריכטע מעדיצין-ליפערונג וועהיקלעס. די טרעגערס ליפערן גענוי מעדיקאמענטן צו קראנקע צעלן, פארבעסערנדיג טעראפויטישע עפעקטיווקייט בשעת מינימיזירנדיג שאדן צו געזונטע געוועבן. דערצו, נאנאמאטעריאלן ווערן גענוצט אין מעדיצינישער בילדגעבונג - נאנא-סקייל קאנטראסט אגענטן, למשל, פארבעסערן בילדגעבונג קלארקייט און גענויקייט, העלפנדיג דאקטוירים אין א מער גענויער קראנקהייט דיאגנאז.

אין דעם ענערגיע סעקטאָר, ווײַזן נאַנאָמאַטעריאַלן אויך אַ ריזיקן פּאָטענציאַל. נעמט למשל פּאָלימער נאַנאָקאָמפּאָסיטן, וואָס געפֿינען אַפּליקאַציע אין באַטאַריע טעכנאָלאָגיע. די אײַנפֿיר פון נאַנאָמאַטעריאַלן קען פֿאַרגרעסערן די ענערגיע געדיכטקייט און אָפּלאָד/אָפּלאָד עפֿעקטיווקייט פֿון אַ באַטאַריע, און דערמיט פֿאַרבעסערן די אַלגעמיינע פאָרשטעלונג. פֿאַר זונ - צעלן, קענען געוויסע נאַנאָמאַטעריאַלן פֿאַרבעסערן ליכט אַבזאָרפּציע און קאָנווערזשאַן עפֿעקטיווקייט, און פֿאַרגרעסערן די מאַכט דזשענעריישאַן קאַפּאַציטעט פֿון פֿאָטאָוואָלטאַישע דעוויסעס.

אַפּליקאַציעס פון נאַנאָמאַטעריאַלן וואַקסן אויך שנעל אין עלעקטראָניק. נאַנאָסקאַלע פּאָלימער מאַטעריאַלן ערמעגלעכן די פּראָדוקציע פון ​​קלענערע, העכער-פאָרשטעלונג עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן. למשל, די אַנטוויקלונג פון נאַנאָטראַנסיסטאָרס ערמעגלעכט גרעסערע אינטעגראַציע און שנעלערע אָפּעראַציע אין עלעקטראָנישע דעוויסעס. דערצו, נאַנאָמאַטעריאַלן ערמעגלעכן די שאַפונג פון פלעקסאַבאַל עלעקטראָניק, וואָס טרעפן די וואַקסנדיקע פאָדערונגען פֿאַר פּאָרטאַטיוו און בייגלעך עלעקטראָנישע דעוויסעס.

אין קורצן

די פֿאָרשריט פֿון די מאַטעריאַלן וועט ניט נאָר טרייבן טעקנאַלאָגישע כידעש, נאָר אויך אָפֿערן נײַע מעגלעכקייטן צו אַדרעסירן גלאָבאַלע טשאַלאַנדזשיז אין ענערגיע, סביבה און געזונט.