【有感而发】
????靈感:在七龍珠中,布瑪使用膠囊釋放出房子。
????問題:能否在運用當今的技術,實現類似的功能呢!就是把大型物體縮小化,再需要的時,把它變大。
????
????想的東西:記憶材料 、3D打印機
------------------------------------------------------------------
記憶材料還包括記憶合金,這種材質又稱用記憶棉,記憶棉是上世紀六十年代由美國太空總署(NASA)研發,是一種開放式的細胞結構·具有溫感減壓的特性·也可以稱作為是一種溫感減壓材料。這種材質應用在航天飛機上。
形狀記憶合金的具體應用如下。?工業應用:?(1)利用單程形狀記憶效應的單向形狀恢復。如管接頭、天線、套環等。? (2)外因性雙向記憶恢復。即利用單程形狀記憶效應并借助外力隨溫度升降做反復動作,如熱敏元件、機器人、接線柱等。? (3)內因性雙向記憶恢復。即利用雙程記憶效應隨溫度升降做反復動作,如熱機、熱敏元件等。但這類應用記憶衰減快、可靠性差,不常用。? (4)超彈性的應用。如彈簧、接線柱、眼鏡架等。?醫學應用:?TiNi合金的生物相容性很好,利用其形狀記憶效應和超彈性的醫學實例相當多。如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、腦動脈瘤夾、接骨板、髓內針、人工關節、避孕器、心臟修補元件、人造腎臟用微型泵等。?高科技應用展望:?20世紀是機電學的時代。傳感——集成電路——驅動是最典型的機械電子控制系統,但復雜而龐大。形狀記憶材料兼有傳感和驅動的雙重功能,可以實現控制系統的微型化和智能化,如全息機器人、毫米級超微型機械手等。21世紀將成為材料電子學的時代。形狀記憶合金的機器人的動作除溫度外不受任何環境條件的影響,可望在反應堆、加速器、太空實驗室等高技術領域大顯身手。? 記憶合金?談到合金,當然要講最有趣的合金--記憶合金。金屬具有記憶,是一個偶然的發現:60年代初,美國海軍的一個研究小組從倉庫領來一些鎳鈦合金絲做實驗,他們發現這些合金絲彎彎曲曲,使用起來很不方便,于是就把這些合金絲一根根拉直。在試驗過程中,奇怪的現象發生了,他們發現,當溫度升到一定的數值時,這些已經拉直的鎳鈦合金絲突然又恢復到原來的彎曲狀態,他們是善于觀察的有心人,又反復做了多次試驗,結果證實了這些細絲確實具?"記憶"。? 美國海軍研究所的這一發現,引起了科學界的極大興趣,大量科學家對此進行了深入的研究。發現銅鋅合金、銅鋁鎳合金、銅鉬鎳合金、銅金鋅合金等也都具有這種奇特的本領。人們可以在一定的范圍內,根據需要改變這些合金的形狀,到了某一特定的溫度,它們就自動恢復到自己原來的形狀,而且這“改變--恢復”可以多次重復進行,不管怎么改變,它們總是能記憶自己當時的形狀,到了這一溫度,就絲毫不差地原形再現。人們把這種現象叫作形狀記憶效應,把具有這種形狀記憶效應的金屬叫作形狀記憶合金,簡稱記憶合金。? 為什么這些合金能具有這種形狀記憶效應?它們是怎樣記住自己的原形?用一般金屬鍵理論、自由電子理論是難以解釋合金的這種記憶效應的。記憶合金在一定的溫度條件下能回復到原形,為核外電子的運動--隨溫度變化的運動,提供了絕佳的例證。? 正是由于合金的形成是在高溫條件下液態金屬的互熔,由于液態金屬的結構元排異,導致了這種元素的結構元與另一種金屬的結構元相互均布,凝固后,其微觀結構是不同種類的結構元成比例的有序排列,電磁力是構成合金物體的主要內聚力。? 電磁力是由價和電子的運轉所形成,而電子的運轉速率隨溫度條件而變化的,所以,物體內的電磁力(大小、方向、作用點)也是隨溫度條件而變化。由此導致了金屬物體的內力隨溫度條件而變化,只是這些變化在小溫差范圍內不明顯,只有在較大溫度變化(幾百攝氏度)時才有表現。? 一般金屬在受力后,能產生塑性變形,如一根鐵絲被折彎了,在折彎部位,電磁力受到外力的干擾,導致產生電磁力的價和電子的運轉平面作出微量調整,一次塑性變形就完成了。? 記憶合金由于是不同種類的結構元相互摻和均布,盡管結構元的個子、電磁力的大小不同,但各自都加快了自身的價和運轉,在一定的溫度條件下相鄰相安。在受到外力后,電磁力受到外力的干擾,價和電子的運轉平面作出微量角度調整,物體產生塑性變形,在此塑性變形中,部分調整后的價和電子的運轉是不舒展的。當溫度條件變化時價和電子的速率隨之變化,當溫度回復到相安舒展的(轉變溫度)條件時,不舒展的價和電子的運轉立即回復到當時的速率,電磁力隨之發生變化,使相鄰結構元的價和運轉也都作出相應的調整,全部回復到原來的舒展狀態,于是整個物體也都回復到了原來的狀態。這就是記憶合金的記憶過程。? 其實,金屬的記憶早就被發現:把一根直鐵絲彎成直角(90°?),一松開,它就要回復一點,形成大于90°?的角度。把一根彎鐵絲調直,必須把它折到超過180°后再松開,這樣它就能正好回復到直線狀態,這就是中國成語中所講的矯枉過正。還有記憶力更好的合金就是彈簧,(這里所說的是鋼制彈簧,鋼是鐵碳合金)彈簧牢牢地記住了自己的形狀,外力一撤除,馬上回復到自己的原來的樣子,只是彈簧的記憶溫度很寬,不像記憶合金這樣有一個特定的轉變溫度,從而有了一些特別的功用。? 利用記憶合金在特定溫度下的形變功能,可以制作多種溫控器件,可以制作溫控電路、溫控閥門,溫控的管道連接。人們已經利用記憶合金制作了自動的消防龍頭--失火溫度升高,記憶合金變形,使閥門開啟,噴水救火。制作了機械零件的連接、管道的連接,飛機的空中加油的接口處就是利用了記憶合金--兩機油管套結后,利用電加熱改變溫度,接口處記憶合金變形,使接口緊密滴水(油)不漏。制作了宇宙空間站的面積幾百平米的自展天線--先在地面上制成大面積的拋物線形或平面天線,折疊成一團,用飛船帶到太空,溫度轉變,自展成原來的大面積和形狀。------------------------------------------------------------------
3D打印機,能夠打印出來的形狀,可以通過計算機進行設計3D形狀。記憶材料作為3D打印機的原料,打印出所要的物體。
轉載于:https://blog.51cto.com/sowsceo/1840264
總結
- 上一篇: Storm累计求和Demo并且在集群上运
- 下一篇: Java中对象的深克隆和浅克隆