صحيفة السوسنة الأردنية

د. مالك علي عبده عناقره               

هي المواد التي تملك صفه أو أكثر ويمكن تغير هذه الصفات بتطبيق أو تأثير بعض العوامل مثل الجهد ، الحرارة، المجالات الكهربائية أو المغناطيسية وكذلك المواد الذكية تشير إلى أي ماده صنعت على المستوى النانو ميتر.

هناك العديد من المواد الذكية مثل

مواد البايزواليكترك       1-   
 
وتنقسم هذه المواد إلى مجموعتين:

 1- السيراميكيات مثل المركب الغير عضوي (رصاص- زركونيوم - تيتانيوم).

 2- المواد أحادية ألبلوره مثل ( مغنيسيوم _رصاص _ وتيتانيت)، (جاليوم فوسفيت)، (كوارتز).

وهي مواد تمتلك صفتين فريدتين أولهما انه عند تشوه أو تحريك هذه المواد فإنها تنتج شحنات كهربائية وعلى هذا الأساس هناك مشاريع حديثه تعتمد على إنتاج أضواء الشوارع من الاهتزاز الناتج من هذه المواد المزروعة في إطراف الشوارع المزحومة بالاهتزازات الناتجة من حركة السيارات.

 وثانيهما مرور التيار الكهربائي خلال هذه المواد يزيد حجمها بنسبة 4 % وعلى أساس هذه الصفات يتم استخدام هذه المواد الذكية في العديد من التطبيقات الصناعية.

2- المواد التي تمتلك ذاكره الشكل
 
 السبائك المتذكرة للشكل تتمتع بخواص ميكانيكية خارقة غير متوافرة في جميع المواد والسبائك التي جرت العادة على إستخدامها في التطبيقات الهندسية تتميز تلك السبائك بقدرتها على استعادة شكلها الأصلي عند تسخينها. تستخدم هذه المواد حديثا في عدد من التطبيقات في مختلف المجالات كالطب الحيوي وعلوم الفضاء والأقمار الصناعية، كما أثبتت أخر الأبحاث إمكانية استخدام تلك السبائك في أجهزة التحكم في الاهتزازات. وعلى الرغم من ذلك فلا يمكن استخدام السبائك المتذكرة للشكل في جميع التطبيقات ، فعند استخدامها يجب دراسة ظروف التطبيق من حيث الإجهادات والحركة المطلوبة في التطبيق والضغط ودرجة الحرارة حيث إنها العامل الأساسي لتحديد شكل السبيكة. سبيكة النيكل-التيتانيوم أعلى السبائك المتذكرة للشكل سعرا. و من السبائك المتداولة أيضا في هذا المجال سبيكة النحاس-الألمنيوم-النيكل باستخدام الزنك ،و النحاس ،و الذهب ،و الحديد كعناصر تسابكيية يمكن الحصول على مواد متذكرة للشكل

3- المواد ذات ذاكرة الشكل المغناطيسية

وهي سبائك المواد الفيرومغناطيسية  مثل سبيكة (نيكل-مغنيسيوم جاليوم)  والتي تبدي تغير في الشكل والحجم في حالة تطبيق مجال مغناطيسي ومثل هذه المواد تتيح العديد من التطبيقات.

وهناك مواد بولمرية ذات ذاكرة الشكل المغناطيسية، وسيكون بوسع الأطباء مستقبلا إذابة صمام قلب صناعي وإرساله وهو في حالة سائلة إلى القلب ثم إعادته إلى شكله الأصلي بتأثير حقل مغناطيسي يعمل من خارج جسم الإنسان. ويأمل العلماء أيضا، عن طريق هذه المادة، إيصال القثطار المصنوع من المادة الجديدة من الفم إلى الاثنى عشر والأمعاء الدقيقة، وهي مناطق يتعذر بلوغها بالقثطار التقليدي. والمهم أيضا أن القثطار المصنع من مادة بولييوريثران خاص يمكن إيصاله إلى اي مكان في الأمعاء دون ألم ودون الحاجة إلى تخدير. إذ من الممكن التحكم بشكل القثطار من الخارج، حسب شدة الحقل المغناطيسي، بحيث يتخذ شكل الالتواءات المعوية. حيث ان مادة بولي يوريثران الجديدة تحتوي على جسيمات النانو (النانو جزء من المليار) ممغنطة من مادة أوكسيد الحديد تتأثر بالحقول المغناطيسية الخارجية وتضمن للمادة ذاكرتها. ولا تحتاج المادة إلى حرارة كي تتكيف وتستعيد شكلها الأصلي، لأن حقلا مغناطيسيا خفيفا يفي بالغرض.

4- المواد ذات الحساسية او درجة حموضة الوسط PH

البوليمرات التي تستجيب لحساسة أو درجة الحموضة هي المواد ذكية وذلك لانتفاخ هذه المواد أو انهيارها  اعتمادا على درجة الحموضة. هذا السلوك بسبب وجود بعض المجموعات الوظيفية في سلسلة البوليمر.

المواد المتقدمة  والمواد الذكية تتفوق على المواد التقليدية من حيث  المتانة والصلابة و المرونة وإبداعية التطبيقات. مجال بحوث المواد المتقدمة والمواد الذكية واسع جدا من ناحية تطوير الخصائص وإبداعية تطبيقها في المجالات الصناعية. المواد الذكية المتقدمة هي بالفعل معروفة جيدا لدى الباحثين من حيث خصائصها الفريدة والاهم من وجهت نظرنا تطبيق مثل هذه الخصائص في المنتجات الصناعية المتقدمة في جميع المجالات. ومثال على مدى استغلال الكثير من هذه الخصائص في التقنيات  الحديثة انه لو أنتجت شركة ابل الايفون 5 جهازها عام 1991 لكان حجم الجهاز بحجم الثلاجة ولكانت تكلفته ثلاث مليون دولار.

وفي الختام نسأل الله عز وجل ان يوفقنا بنشر مفهوم هندسة المواد المتقدمة وتطبيقاتها في عدد من المجالات

لنتمكن من فهم الهندسات غير التقليدية واستغلالها لما فية خير ان شاء الله.