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仿生智能材料.pdf

仿生智能材料

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2010-12-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《仿生智能材料pdf》,可适用于工程科技领域

科学大观。仿生智能材料⋯一⋯⋯一⋯⋯一●刘娇美国伊利诺伊大学的一位建筑学副教授卡罗琳·德赖目前正在研制一种自行愈合的混凝土。他设想把大量的空心纤维放入混凝土中当混凝土开裂时事先装有“裂纹修补剂”物质的空心纤维也会裂开并释放出粘结修补剂把裂纹牢牢地“焊”在一起防止混凝土断裂。美国的桥梁专家正在研究当桥梁出现问题时一种能够自动加固的材料。他们设计出一个方案即如果桥梁的某些部分出现问题时桥梁的另一部分就自行加固以求弥补。这一设想在技术上已没有什么困难。随着电脑技术的发展现在完全可以制造出极微小的信号传感器以及微电子芯片和计算机。把这些传感器、微型计算机埋入桥梁材料中而桥梁材料可以用各种性能神奇的材料构成I:t~n用形状记忆材料和在电压作用下能够从液体转变成固体而自动加固的材料埋在材料中的计算机得到某部分材料出现问题所发出的信号后即可发出指令使事先埋入桥梁中的微小液滴转变成固体以自行加固。美国密执安州立大学的穆凯席·甘迪教授则在研究一种能自动加固的直升飞机水平旋翼叶片。当叶片在飞行中遇到疾风的作用而猛烈振动时叶片中的微小液滴就会变成固体而自动加固。年意大利比萨大学工程学家德·罗西根据人类皮肤有表皮和真皮组织的特点为机器人仿制一种由外层和内层组成的人造皮肤这种皮肤具有弹性厚度也和真皮肤差不多。在这种人造磨肤的内外层之间夹了一层和水混合在一起的能导电的胶状体当充当表皮的外层受到压力时胶状体就变形在外层和内层之间的电压就会发生变化电压变化的信号传到机器人的电脑机器人就会做出反应。为使人造皮肤能知“痛”德·罗西还研制了一种特殊的表皮。这种表皮由两层橡胶薄膜组成然后在两层橡胶薄膜之间到处放置只有针尖大小的传感器这些传感器是用一种压电陶瓷制成的在受到压力时就会产生电压受压越大产生的电压就越大这种传感器据说很灵敏对纸张上凸起的斑点都能“感觉”到随即就发出皮肤“受阻”信号。日本的仿生学家对构成人体的许多材料的特点极为感兴趣并进行研究以便有朝一EI能用于工业上。I:t~n日本仿生设计调查委员会主任、东北大学金属材料研究所教授小松启正在研究人的牙齿结构。人的牙齿是由成分不太相同的三种结构组成的且牙KEJlGUANGCHANG圃圈■圃齿不直接附着在腭骨上而是由结实的纤维和齿槽牢固地连接在一起。这种绝妙的构造他认为对设计防止噪声的列车新干线会有所帮助。EI本的和田浩尔则在研究贝壳材料因为贝壳一旦受到损伤其破损部分就会发生钙化巧妙地进行自行修复。研究中还发现把制造贝壳的外膜上皮组织移植到体内就形成珍珠而一旦上皮细胞同珍珠袋同时发生变化时蛋白质和晶体就整齐地排列在一起而且即使没有来自大脑的指令这一排列也能完成。El本的科研人员认为搞清这些原因有可能找到“无生命”的材料自我修复线索。EI本EI立造船技术研究所的研究员一色浩则正在研究鲸鱼和海豚的尾鳍和飞鸟的鸟翼希望有朝一EI能发明像尾鳍和鸟翼那样轻而柔软、既能折叠又很结实的材料。若能如愿人们就很方便地利用自然界的波浪能和风能以更充分地享受大自然对人类的惠赐。东京工业大学理学部教授本川I达雄则在研究人们喜欢的美味佳肴海参。他发现当人在捕捉海参时海参身体就变硬但并不逃跑而海参受到鱼类攻击时都会自己“切掉”身体的一部分而逃掉。海参越受袭击其皮就变得越硬于是就联想到如果人的皮肤也有这种特性即使到了老年也可以不产生皱纹。更有人反过来设想如果能利用海参的外皮组织的相反特性即在受到强烈的碰撞时能变成软的外皮受碰的物件也可能免受破损。仿生智能材料现已成为材料科学中的重要研究课题各国科学家正为此不懈地努力相信终有一天会出现各种实用的仿生智能材料。▲维普资讯http:wwwcqvipcom

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