technika

Małe rozmiary i wysoka częstotliwość ruchów skrzydeł owadów czynią je interesującym, a jednocześnie trudnym obiektem badań. Podczas wykładu zostaną przedstawione podstawy aerodynamiki lotu owadów zilustrowane animacjami wyników badań numerycznych. Czy w dobie panowania dronów możemy się czegoś nauczyć od owadów?

W życiu codziennym poszukujemy sposobów pozwalających na zwiększenie trwałości części urządzeń. Jednym ze sposobów jest wytworzenie cienkiej warstwy ochronnej o własnościach wielokrotnie przekraczających możliwości materiałów z życia codziennego takich jak stal. Nowoczesne materiały oprócz wysokiej twardości mogą charakteryzować się również wysoką odpornością na temperatury wyższe niż 1000 °C. Ich specjalna budowa pozwala również zabezpieczyć pokrywany materiał przed korozją czy promieniowaniem radiacyjnym. Podczas spotkania zaprezentowane zostaną przykłady nowoczesnych materiałów takich jak borki metali, których twardość jest 20 krotnie większa niż w przypadku stali, a jednocześnie posiadają wyżej wymienione własności. Materiały te mogą znaleźć zastosowanie od przedmiotów codziennego użytku  np. wierteł po elementy elektrowni jądrowych czy statków kosmicznych. Ponadto omówiony zostanie sposób wytwarzania i badania cienkich warstw wykonanych z tych materiałów. Dodatkowym atutem spotkania będzie pokaz technologii laserowej oraz generowania plazmy niskotemperaturowej z użyciem magnetronów. Następnie zostanie zaprezentowana przykładowa metoda badania własności mechanicznych warstw o grubości około 0,001 mm.

Materiały funkcjonalne, znane jako również materiały inteligentne, będą przedmiotem lekcji festiwalowej. Tymi terminami określa się materiały, które zmieniają swoje cechy, właściwości lub kształt pod wpływem zmian czynników zewnętrznych. W zależności od rodzaju materiału, czynnikiem stymulującym taką reakcję może być zmiana temperatury, pojawienie się lub zmiana pola magnetycznego lub elektrycznego. Z kolei wymuszenie deformacji materiału może powodować efekty odwrotne, np. pojawienie się pola magnetycznego lub elektrycznego. Dzieje się tak, dlatego że w tych materiałach zachodzą wewnętrzne zjawiska, których przebieg można kontrolować. Daje to możliwość ich zastosowania w wielu dziedzinach techniki. 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 powszechnych materiałów inteligentnych należą m.in. materiały piezoelektryczne, magnetostrykcyjne, ciecze magnetoreologiczne i stopy z pamięcią kształtu.

Lekcja będzie podzielona na 2 części. Pierwsza będzie miała charakter krótkiego wprowadzenia w świat materiałów funkcjonalnych wraz z omówieniem podstaw ich działania. W drugiej będą przedstawione proste układy eksperymentalne z wykorzystaniem tych materiałów, w których będą wywoływane, obserwowane i rejestrowane oddziaływania na czynniki zewnętrzne. Doświadczenia będą dotyczyć materiałów piezoelektrycznych, cieczy magnetoreologicznej i stopów z pamięcią kształtu. Uczniowie będą mogli samodzielnie kontrolować parametry wpływające na zachowanie się materiałów inteligentnych oraz obserwować ich rezultaty.