Машиностроение

К саморазрушающимся материалам относятся такие материалы, которые, выполняя, как правило, защитные функции, способны разрушаться в случае применения в отношении их несанкционированных действий, а также в иных чрезвычайных ситуациях, возникающих в процессе их эксплуатации. Подобной способностью к саморазрушению обладают живые организмы. В биологии хорошо известно явление аутотомии – самопроизвольного отбрасывания отдельных частей тела, которое наблюдается у […]

К самовосстанавливающимся материалам относятся такие материалы, которые способны самостоятельно восстанавливать целостность своей структуры в случае ее разрушения под действием внешних разрушающих факторов. Процессы самовосстановления, или, как их принято называть, процессы регенерации, широко распространены в живой природе. Регенерация в различных ее проявлениях характерна для человека, животных и растений. Она может происходить на разных уровнях строения живого […]

К самодиагностирующимся материалам относятся такие материалы, которые способны контролировать изменения, происходящие в их структуре, т.е. осуществлять диагностику собственного структурного состояния непосредственно в процессе эксплуатации. Одной из основных причин выхода из строя технических устройств и сооружений являются недопустимые деформации и разрушения материалов их деталей, работающих в условиях больших механических нагрузок. Для прогнозирования долговечности деталей их подвергают […]

Известны различные материалы, используемые для создания систем управляемой доставки веществ. На сегодняшний день наибольшее распространение получили два вида таких систем: системы доставки лекарств в организм человека и животных и системы доставки химических веществ, в частности, пестицидов и минеральных удобрений, к корням растений. Материалы для доставки лекарств в организм человека и животных Многие лекарства характеризуются недостаточно […]

Имплантатами называется класс изделий медицинского назначения, используемых для вживления в организм в роли протезов (заменителей отсутствующих органов человека) либо в качестве идентификаторов (например, чипов с информацией о домашних животных, вживляемых под кожу). В стоматологии используются имплантаты для вживления в кости верхней и нижней челюстей, которые служат в качестве основы для прикрепления стоматологических протезов. Существует также имплантация […]

К биодеградирующим материалам относятся такие материалы, которые способны разрушаться под действием биологических факторов. Наибольшее распространение получили два вида биодеградирующим материалов: медицинские и упаковочные. Биодеградиующие медицинские материалы способны разлагаться в организме человека со временем при помощи различных ферментов. Они способны разрушаться после определенного времени имплантации с образованием нетоксичных продуктов, которые выводятся организмом или усваиваются им. Поэтому […]

К биолюминесцентным материалам (биолюминофорам) относятся такие материалы, которые обладают способностью к биолюминесценции – разновидности хемилюминесценции, протекающей в живых организмах. Светящиеся виды встречаются как среди одноклеточных организмов (бактерии, жгутиконосные водоросли и др.), так и среди многоклеточных (грибы, медузы, кальмары, рыбы, рачки, жуки, черви, комары и др.) (рис. 1). Рис. 1. Биолюминесценция медузы Многоклеточные животные обычно излучают свет […]

К биохромным материалам относятся такие хромогенные вещества, которые входят в состав биологических объектов или обладают способностью изменять окраску под действием факторов биологической среды. Хромогенные вещества имеют довольно значительное распространение в живой природе. Хорошо известна способность хамелеонов (разновидность ящериц, ведущих древесный образ жизни) изменять окраску и рисунок тела (рис. 1). Рис. 1. Хамелеон Изменение окраски связано […]

Бетон является одним из основных строительных материалов. Для улучшения свойств бетона его подвергают наномодифицированию, которое осуществляется, в основном, за счет использования различных добавок, находящихся в нанодисперсном состоянии. Применяя бетоны с повышенной прочностью, становится возможным заменять традиционные громоздкие железобетонные конструкции на очень тонкие и даже ажурные, создавать конструкции новых форм, уменьшать их вес и материалоемкость. Одной […]

Известны различные технологические подходы к созданию самоочищающихся материалов, т.е. таких материалов, которые препятствуют отложению загрязнений на своей поверхности. Один из таких подходов основан на формировании особой наноморфологии поверхности материалов, благодаря чему они приобретают «эффект листьев лотоса». Как известно, листья лотоса остаются чистыми даже тогда, когда вода вокруг мутная и грязная. Происходит это из-за того, что листья […]

Самоохлаждающиеся, или, как их еще называют, «потеющие» материалы обладают капиллярной пористой структурой, благодаря которой они способны пропускать жидкость, выделяющуюся на поверхности материала в виде капель или паров и охлаждающую его за счет фазовых и химических превращений (диссоциации, плавления, сублимации и т.п.). Это свойство «потеющих» материалов (чистых металлов или сплавов) позволяет охлаждать высокотеплонагруженные элементы летательных аппаратов, […]

Самосмазывающимися материалами называются композиционные материалы, состоящие из пористой матрицы и размещенной в порах дисперсной смазочной составляющей, выделяющейся на их поверхности в зоне фрикционного контакта. Обычно их получают методами порошковой металлургии. Они применяются для изготовления деталей узлов трения. В частности, из них эффективно изготавливать подшипники скольжения, работающие без смазки. 20–30 % объема таких подшипников занимают поры, […]

Направленно-адгезивными называются такие материалы, которые способны прочно сцепляться с твердой опорой посредством Ван-Дер-Ваальсовой силы благодаря наличию на их поверхности множества мельчайших волокон, обеспечивающих значительное увеличение удельной площади контакта с опорой при скольжении по ней по мере увеличения контактирующей массы. Данное свойство направленно-адгезивных материалов известно как «эффект лапок геккона». Геккон – ящерица, длиной 10-20 см, которой […]

К хемилюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к хемилюминесценции, т.е. к свечению, вызванному химическими реакциями. При хемилюминесценции излучают продукты реакции или другие компоненты, возбуждаемые в результате переноса энергии к ним от продуктов реакции. Хемилюминесценция может наблюдаться в реакциях, протекающих самопроизвольно при смешивании реагентов (собственная хемилюминесценция), а также в реакциях, происходящих под воздействием различных факторов (электрического разряда, […]

К электролюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к электролюминесценции, т.е. к свечению, которое возбуждается электрическим полем. Электролюминесценция наблюдается в твердых телах и газах. Из различных типов электролюминесценции твердых тел наиболее важными являются инжекционная и предпробойная. Инжекционная электролюминесценция характерна для р-n-перехода в некоторых полупроводниках, например в SiС или GaP, в постоянном электрическом поле, включенном в пропускном направлении. […]