، تهران , (اخبار رسمی): هنگامی که دو ماده به هم پیوسته با سرعت‌های متفاوتی منبسط می‌شوند، احتمال تاب برداشتن یا ترک خوردن در آن ها وجود دارد. این از مشکلات بارز ساختمان‌ها، پل‌ها و هر آن چیزی است که در معرض گستره‌ای وسیع از نوسان حرارتی قرار می گیرند.
به گزارش اخبار رسمی به نقل از روابط عمومی کارگشا، هنگامی که دو ماده به هم پیوسته با سرعت‌های متفاوتی منبسط می‌شوند، احتمال تاب‌برداشتن یا ترک‌خوردن در آن‌ها وجود دارد. این از مشکلات بارز ساختمان‌ها، پل‌ها و هر آن‌چیزی است که در معرض گستره‌ای وسیع از نوسان حرارتی قرار می‌گیرند. بنابراین تلاش برای وادار کردن مصالح به انقباض به جای انبساط هدف بسیار ارزشمندتری است.
پروفسور کیمینگ‌وانگ، استادیار دانشگاه کالیفرنیا و همکارانش موفق به انجام این کار شده‌اند؛ آن‌ها دو موادی که به طور طبیعی در حرارت منبسط می‌شوند را گرفته، و به کمک چاپگر سه‌بعدی به گونه‌ای مهندسی‌سازی کرده‌اند که عکس این رفتار را از خود نشان دهند.
اغلب موادی که حرارت می‌بینند، منبسط شده و در مهندسی ایجاد مشکل می کنند. حال با ماده شگفت‌انگیز منقبض‌شونده‌ای آشنا شوید که به‌کمک فن‌آوری چاپ سه‌بعدی پیکره‌بندی‌ای یافته، تا عکس مواد دیگر، در حرارت منقبض شود. رمز کار، چینش ماتریسی دو ماده در درون یکدیگر است به قسمی که یک از مصالح که سریع‌تر در حرارت منبسط خواهد شد، آزادانه درون دیگری که کندتر منبسط می‌شود جای گیرد. هنگامی که این ترکیب ناگهان با حرارت برخورد کند، مصالح داخلی تنها قادر به افزایش حجم به سمت داخل بوده، و مصالح خارجی را به سمت خود می‌کشد. در نتیجه کل ساختار کاهش حجم می‌دهد.
یخ شناور بر روی آب از نمونه های بارز مواد با خصوصیت (NTE)* در طبیعت است. محدودیت نمونه هایی طبیعی با خواص انبساط حرارتی منفی ((NTE، انجام تحقیقاتی را برای ایجاد ساختار‌هایی مهندسی شده برانگیخت. مطالعات قبلی در زمینه ساختارهای NTE غالبا بر طراحی نظری با اتجربیات آزمایشگاهی محدود در فضای مسطح دو بعدی متمرکز شده بود.
انبساط حرارتی منفی
خصوصیت انبساط حرارتی منفی، به وسیله تعامل ساختاری اجزای مواد با ضرایب انبساط حرارتی متمایز برانگیخته می‌شود. قابلیت NTE را می‌توان در طیف وسیعی از مواد به وسیله ایجاد اختلاف ضریب انبساط حرارتی مابین اجزای تشکیل دهنده و آرایش‌های هندسی تنظیم کرد.
این طراح را می‌توان برای هر دو ماده‌ای دلخواه بکار برد تا محصول نهایی با هر سرعتی که مدنظر ما است منبسط یا منقبض شود. فرا مواد همچنین می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که اندازه آن ها در هر شرایط اختلاف دمایی ثابت بماند ؛ از این قابلیت می‌توان برای ساخت میکروچیپ‌ها (Microchips) استفاده کرد که در حال حاضر در اثر استفاده طولانی مدت ترک بر می‌دارند و همچنین برای ماهواره‌ها که در اثر سفر در معرض گرمای خورشید شروع به ارتعاش می‌کنند.
الگوبرداری از گل آفتابگردان
پروفسور هاپکینز در دانشگاه کالیفرنیا ی جنوبی لس‌آنجلس می‌گوید: «استفاده دیگری که می توان از این فراماده کرد، بهینه کردن نیروی خورشیدی است.» اگر یک پانل خورشیدی را بر مجموعه‌ای از ستونک‌های ساخته‌شده از مواد منقبض‌شونده در حرارت قرار‌دهید، خورشید یک سمت هر ستونک را گرم کرده و سمت دیگر خنک باقی می ماند. سمتی که مقابل به نور خورشید است فشرده شده، باعث خم‌شدن پانل به سمت تابش نور خورشید می‌شود. وی می‌افزاید: «در واقع نیازی نیست از انرژی که از خورشید می‌گیرید برای جهت دهی پانل به سمت آن استفاده کنید بلکه با تاثیرپذیری مطلق می توان همانند گل آفتابگردان از گرمای خورشید برای تغییر جهت پانل ها به سمت نور خورشید بهره ببریم.
### پایان خبر رسمی