Świat materiałów inteligentnych – rodzaje i zastosowania

Tematem lekcji będą materiały inteligentne, nazywane również materiałami funkcyjnymi. Tymi terminami określa się takie materiały, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem zmian pewnych parametrów otoczenia. W zależności od rodzaju materiału, czynnikiem stymulującym taką reakcję może być temperatura, pole magnetyczne lub elektryczne, wprowadzona deformacja i inne. W rezultacie ich oddziaływania w tych materiałach zachodzą wewnętrzne zmiany, a efekty są obserwowalne np. w postaci wytworzonego pola elektrycznego lub magnetycznego, zmiany kształtu, a także lepkości. Choć część z tych materiałów jest znana od przeszło stu lat, to ciągle mają wysoki potencjał aplikacyjny i stale trwają prace nad ich udoskonalaniem. Do najbardziej znanych materiałów inteligentnych należą: materiały piezoelektryczne, materiały magnetostrykcyjne, ciecze magnetoreologiczne, stopy z pamięcią kształtu. Przedstawienie tematu materiałów funkcjonalnych będzie podzielone na dwie części. Pierwsza część będzie miała charakter krótkiego wprowadzenia w świat materiałów inteligentnych wraz z podstawową ilustracją ich działania. W 2. części będą przedstawione proste układy z wykorzystaniem tych materiałów, w których będą wywoływane, obserwowane i rejestrowane oddziaływania na czynniki zewnętrzne. Doświadczenia pokazowe będą dotyczyć materiałów piezoelektrycznych, które są wykorzystywane jako sensory o wysokiej czułości jak i siłowniki zdolne do wywoływania drgań. Z kolei ciecz magnetoreologiczna będzie prezentowana jako przykład zastosowania materiałów inteligentnych w układach dynamicznych do tłumienia drgań. Jako trzecią grupę materiałów funkcjonalnych będą przedstawione elementy wykonane ze stopów z pamięcią kształtu, zdolne do zmiany kształtu pod wpływem zmiany temperatury otoczenia.