Сегодня чтобы контролировать работу устройств, нет необходимости присутствовать во время процесса его работы, достаточно установить специальный датчик — получаем smart-устройство. Но что если в качестве материала для производства техники, будет использоваться сам датчик. То есть техника становится более совершенной еще в момент ее создания, и фиксировать и подстраиваться под те или иные изменения умные материалы будут самостоятельно?
Что такое умные материалы
Это новое поколение текстур, которые способны реагировать на атмосферное давление, температуру, изменений в химическом составе и прочие параметры. Новинка в корне меняет наши знания о сырье как таковом, т.к. новые материалы способны копить и записывать полученные сведения на «облако», и уже в процессе менять свои характеристики, подстраиваясь под условия. Словно улучшенная версия человеческой кожи.
Изотропная эра, прощай
На протяжении многих лет при разработке тех или иных устройств, инженерами использовались изотропные материалы – те, поведение которых можно было предсказать. Например, всем известно, как будет вести себя металлическая конструкция, подверженная сильному холоду или наоборот излишне повышенной температуре.
Сегодня в производстве начинается новый этап – использование анизотропных материалов с гибкими свойствами. Это позволяет совершать ранее невозможные процессы.
Так, например, крыло самолета будет изготовлено из изотропных материалов, но покрыто слоем наносенсоров, которые будут реагировать на любые воздействия. В случае повреждения, сенсоры посылают сигнал к микросферам (как нервная система), наполненным пластичным материалом. Он высвобождает свое содержимое, тем самым восстанавливая целостность крыла.
Материал уже заинтересовал производственных гигантов, таких как компания Airbus, которая приступила к тщательному исследованию умных материалов на базе Университета Бристольского национального композитного центра (Великобритания). В случае успеха, разработчики вплотную приблизятся к внедрению умных материалов в самолетостроение.
Применение умных материалов в разных отраслях
Автомобильная промышленность
Над проектом Hack Rod (Южная Калифорния, США) работает множество энтузиастов, целью которых является создание первого в мире автомобиля из умных композитных материалов и оснащенным искусственным интеллектом.
Строительство
Потенциал смарт-материалов может быть использован практически в любой сфере, в том числе и строительстве. Это может быть самовосстанавливающееся дорожное покрытие, или умный бетон для возведения устойчивых к разрушениям зданий.
Текстильная отрасль
Сложно себе представить, но возможно в будущем, одежда также сможет регенерировать поврежденные участки. В научном комплексе AFFOA разрабатывают уникальную ткань, которая в дополнение ко всему прочему, сможет накапливать и преобразовывать энергию, следить за состоянием здоровья владельца, подстраиваться под особенности его фигуры.
Для экипировки военнослужащих также могут появиться новые возможности. Smart одежда позволит быстро адаптироваться к погодным условиям: удерживать тепло во время холодной погоды, и наоборот становится максимально вентилируемой в жаркие дни.
И даже пыль будет умной
Правда, не совсем пыль, т.к ее частицы будут размером как рисовое зерно. Тем не менее, каждая часть будет оснащена чипом, поглощающим направленную на него радиоволну и под ее воздействием выдающий соответствующую информацию, например идентификационный код. «Smart dust mote» уже используется в сети магазинов торговой компании Walmart, для слежения за своими товарами.
Ученые достигли определенных успехов в своих попытках создать совершенный материал, однако пока не удалось побороть существенный недостаток – высокая стоимость на обслуживание производственного процесса. Но, несмотря на это, уже сейчас можно смело утверждать, что умные материалы откроют новые перспективы для любых производств и нашу повседневную жизнь.
