پای لنگ صنعت در استفاده از مواد هوشمند/ کوتاهی صنعت ربطی به دانشگاه ندارد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، طی سال‌های اخیر تحولات زیادی در حوزه‌های مختلف زندگی انسان‌ها به وجود آمده است؛ تحولاتی که کیفیت زندگی بشر را بهبود بخشیده‌اند. در این میان می‌توان به پدیده نوظهور استفاده از مواد هوشمند (Smart Materials) اشاره کرد؛ موادی که امروزه کاربرد و جایگاه بسیار زیادی در صنایع مختلف فضایی، خودروسازی، پزشکی پیدا کرده‌اند. هم‌اکنون از این مواد در تولید الکتریسیته، ساخت ماشین‌های الکتریکی و مکانیکی ظریف و پرقدرت، ساخت ماهواره‌ها، ادوات جراحی و پزشکی و غیره استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید:

هوش مصنوعی و تحول صنعت گرافیک/ ترسیم آینده طراحی‌های صنعتی

امروزه استفاده از مواد هوشمند، افق تازه‌ای از علم را در برابر بشر گشوده است که توجه به آن می‌تواند بسیاری از چالش‌های صنایع مختلف را برطرف کند و رویاهای دیرینه بشر را تحقق ببخشد از این‌رو هم‌اکنون پژوهشگران دنیا به دنبال کاربردی ساختن و استفاده از این مواد در صنایع مختلف هستند اما آیا اقبال استفاده از این مواد در ایران روشن است؟ آیا توانسته‌ایم نیز مانند کشورهای پیشروی دنیا در این زمینه حرفی برای گفتن داشته باشیم؟

مواد هوشمند چیست و چه تفاوتی با مواد عادی دارد؟

امیرحسین بهروش، استاد تمام دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس، پژوهشگر برتر، رتبه سوم در جشنواره خوارزمی سال ۱۳۹۲ در این خصوص به آنا می‌گوید؛ «مواد هوشمند، موادی هستند که اغلب بر اثر تحریک خارجی مانند نیرو، حرارت، فشار یا جریان الکتریسته و نور خاصیتی شگفت‌انگیز از خود نشان می‌دهند که توسط مواد عادی نمایش داده نمی‌شود. اگر هم خاصیتی نیز بروز دهند در مقایسه با مواد هوشمند، ملموس نیست. به عنوان مثال زمانی که ما به یک ماده حرارت بدهیم، انبساط ایجاد می‌کند یعنی تغییری در طول آن ایجاد می‌شود اما اگر مواد هوشمند را گرما بدهیم، شاهد ایجاد تغییر شگفت‌انگیزی از آن مواد خواهیم بود. مثلا وقتی به یک سیمی که ماده هوشمند است، حرارت بدهیم به شکل گل تغییر شکل می‌دهد اما زمانی که آن را باز کنیم، مانند سیم معمولی می‌شود. همچنین اگر به ماده هوشمند فشار یا نیرو وارد کنیم، می‌تواند از خود الکتریسته ساطع کند در صورتی که ماده معمولی منبسط شده یا کوچک‌تر می‌شود.»

در واقع با تولید جریان الکتریسیته در مواد هوشمند، زمینه مکانیکی به الکتریکی تبدیل شده است. در اصلاح IQ مواد هوشمند بیشتر از مواد عادی و معمولی است. این میزان IQ نیز در مواد هوشمند متفاوت است. اگر میزان جریان الکتریکی یک ماده هوشمند، دامنه پاسخگویی‌اش، کم باشد یا سریع نباشد و چند ثانیه طول بکشد تا میدان الکتریکی ایجاد شود، میزان IQ آن پایین است.

مواد هوشمند چه کاربردهایی دارد؟

به گفته بهروش «در حال حاضر مواد هوشمند کاربردهای قابل قبولی در صنایع دارد اما هنوز عملیاتی نشده است. یکی از عمده‌ترین کاربردهای مهم مواد هوشمند، پیزوالکتریک است. در بسیاری از تجهیزات، پیزوالکتریک ماده است که اگر نیرو وارد کنید، جریان الکتریکی ایجاد می‌کند بنابراین می‌توان با استفاده از این مواد، جریان الکتریسته را به دست بیاوریم و میزان نیروی واردآمده را اندازه‌گیری کنیم. امروزه در زندگی روزمره‌مان با مواد هوشمند زیادی سر و کار داریم. ساعت پاندول‌دار کوآرتز نمونه‌ای از آنهاست. به ساعت یک باتری میکرونی وصل شده است. ساعت توسط جریان الکتریکی تحریک شده و انبساط و انقباض پیدا می‌کند.»

شیشه‌های عینک‌های فتوکرومیک نیز هوشمند است. این عینک‌ها در اثر تابش نور تاریک می‌شوند. این خاصیت در هیچ شیشه معمولی مشاهده نمی‎شود. استنت‌های قلبی از دیگر مواد هوشمند هستند. استنت زمانی که وارد رگ می‌شود بر اثر حرارت بدن، باز می‌شود. در صنایع فضایی هم مواد هوشمند کاربرد دارند. اکنون ماهواره‌ها به جای اینکه موتور یا تجهیزاتی داشته باشند که توسط انرژی خورشیدی بال‌هایشان را باز و بسته کنند، دارای سیم‌های هوشمندی هستند که در اثر حرارت، انبساط پیدا می‎کنند.

در صنعت خودروسازی نیز مواد هوشمند کاربردهای زیادی دارند اما هنوز کاربرد آنها در این صنعت بسیار نوظهور است. اکنون بسیاری از خودروسازان دنیا تمایل دارند از این مواد برای تولید خودروهایشان استفاده کنند. مثلا آفتاب‌گیر خودروها می‎توانند به جای دستی، توسط این مواد باز و بسته شود. اکنون از این مواد در شیشه‌های جلوی ماشین فورد استفاده شده است. زمانی که هوا سرد یا گرم باشد، اتوماتیک‌وار پنجره این خودرو باز و بسته می‌شود. در صورتی که برای انجام این کار به صورت عادی نیاز به تجهیزات و موتور داریم که وزن خودرو را افزایش می‌دهد.

آیا ایران جایگاه علمی قابل قبول در دنیا دارد؟

این محقق ایرانی می‌گوید؛ «اکنون ایران در زمینه تولید مقالات علمی و پژوهشی مواد هوشمند جایگاه قابل قبولی در دنیا دارد و رتبه ۱۲ را به خود اختصاص داده است. در منطقه نیز حرف اول را می‌زند. در این زمینه بالای ۲ درصد تولید مقالات علمی داریم. درحال حاضر به‌کارگیری مواد هوشمند در صنایع نه تنها در ایران بلکه در جهان، نو ظهور است. رتبه کنونی ایران در این زمینه حاصل جنب‌وجوش‌های دانشگاهی است اما آیا صنعت خودروسازی ما مانند دنیا به دنبال استفاده از این مواد هوشمند است؟ سال‌ها پیش که من برای فرصت مطالعاتی در کشور کانادا بودم، شرکت BMW به دنبال تیمی از افرادی در دنیا بود که روی مواد هوشمند کار می‌کردند. خودروسازی BMW اصلا قابل مقایسه با خودروسازی ایران نیست. خودروسازی ایران اصلا دنبال استفاده از این مواد نیست.»

بیشتر بخوانید:

مزرعه‌داری هوشمند با رایانش لبه‌ای/ آینده کشاورزی در دستان فناوری مدرن رقم می‌خورد

کسب رتبه ۱۲ ایران در جهان نشان می‌دهد که دانشگاهیان کار خود را انجام داده‌اند. جامعه را نسبت به استفاده از این مواد آگاه کرده‌اند. پای لنگ کاربرد نداشتن این مواد به صنعت ربط دارد. صنعت خودروسازی باید به دنبال ساخت خودروی هوشمند باشد. این مشکلات نباید به دانشگاه وصل شود.

انتهای پیام/۴۰۲۱/پ