Materiały y a postęp cywilizacyjny

Transkrypt

1 Materiały y a postęp cywilizacyjny

2 Znaczenie różnych grup materiałów w różnych okresach rozwoju cywilizacji Człowiek od zarania dziejów wykorzystywał, a z czasem przetwarzał, materiały potrzebne do zdobycia pożywienia, zwiększenia swego bezpieczeństwa i zapewnienia sobie odpowiedniego poziomu życia. Śledząc dzieje cywilizacji można dojść do przekonania, że o jej rozwoju decyduje rozwój materiałów i towarzyszący temu rozwój sił wytwórczych.

3 Znaczenie materiałów inżynierskich

4 Poprawa warunków życia Cel strategiczny ze względu na zagrożenie środowiska naturalnego wymagane jest pilne bardziej efektywne wykorzystanie materiałów i źródeł energii Rola nauki o materiałach udział w rozwoju nowych technologii generowania energii, bardziej energoefektywnych urządzeń oraz materiałów mniej toksycznych i lepiej przystosowanych do recyklingu Elektrownia słoneczna Elektrownia wiatrowa Budowa kolektora słonecznego

5 System ochrony zdrowia Cel strategiczny ze względu na przezwyciężenia i zapobiegania chorobom, ograniczenia zakresu i skutków inwalidztwa oraz troski o poprawę zdrowotności konieczne jest opracowanie całkowicie nowych generacji metod diagnostycznych i terapeutycznych oraz nowych urządzeń, aparatów i leków. Zastawka biologiczna 3F Therapeutics na stencie wykonanym ze stopu NiTi (z pamięcią kształtu) Rola nauki o materiałach opracowanie i wprowadzenie całkowicie nowych materiałów, w tym dla rozwoju sztucznych kości, implantów oraz sztucznych organów, bezpiecznych systemów podawania leków, systemów filtrowania wody oraz urządzeń terapeutycznych i diagnostycznych.

6 Komunikacja i przesył informacji Cel strategiczny ze względu na konieczność zwiększenia szybkości i niezawodności wzajemnych połączeń w świecie konieczne jest opracowanie nowych generacji urządzeń telekomunikacyjnych i informatycznych oraz komputerów w pełni zminiaturyzowanych wraz ze wszystkimi urządzeniami peryferyjnymi Tak sobie w latach 60-tych wyobrażano komputer w 2004 r Amerykańska firma Aplied Digital Solutions, obiecuje że już wkrótce satelity będą znajdować porwane dzieci. Rodzice muszą tylko zgodzić się na wszczepienie potomkowi kupionego od firmy mikroprocesora Rola nauki o materiałach determinuje postęp rewolucji informatycznej i komputerowej należy wprowadzić nowe materiały elektroniczne, optyczne i magnetyczne

7 Dobra konsumpcyjne Cel strategiczny ze względu na oczekiwania przez klientów szybkiej dostawy dóbr o bardzo wysokiej jakości i niezawodności oraz dużej trwałości przy możliwie najniższych, uzasadnionych i akceptowanych cenach, dostarczanych niezależnie od miejsca wyprodukowania w świecie, a także wysokiej jakości i sprawności usług, konieczne są intensywne prace w celu osiągnięcia oczekiwanego stanu Wózek na zakupy dla starszych osób Ochraniacz karty kredytowej Lampa KORAL Elektroniczny notatnik dla pań Rola nauki o materiałach polega na opracowaniu i wdrożeniu materiałów, które umożliwią zwiększenie zarówno jakości i użyteczności produktów, jak i sposobów ich doręczenia (np. opakowania) co wpłynie na przyśpieszenie i ułatwienie produkcji oraz skrócenie czasu dostawy dóbr użytkowych o najlepszych własnościach.

8 Transport Cel strategiczny ze względu na konieczność poprawy warunków podróżowania zarówno w związku z przedsięwzięciami gospodarczymi, wypoczynkiem oraz eksploracją świata i kosmosu konieczne są zorganizowane działania związane ze zwiększeniem szybkości, bezpieczeństwa i komfortu środków transportu

9 Transport cd. Rola nauki o materiałach polega na opracowaniu i wdrożeniu lekkich karoserii i osprzętu samochodów, np. ze stopów aluminium i magnezu oraz materiałów kompozytowych, systemów hamulcowych dla szybkobieżnych pociągów, samolotów emitujących znacznie mniejszy hałas, pokryć izolacyjnych wahadłowych promów kosmicznych i wielu innych rozwiązań technicznych gwarantujących osiągnięcie założonych celów Szybki pociąg kursujący pod kanałem La Manche Samolot transportowy Lockheed C-5A

10 Główne kierunki działań w zakresie nauki o materiałach ach dla osiągni gnięcia celów strategicznych

11 Projektowanie materiałowe

12 Komputerowa nauka o materiałach ach Komputerowa symulacja rozkładu ciśnienia podczas wytwarzania kadłuba jachtu z kompozytu na osnowie polimerowej, metodą infuzji

13 Rozwinięte techniki analityczne Rekonstrukcja powierzchni krzemu o orientacji (111). Rozmiar analizowanego obszaru wynosi 30 x 21 nm 2. Żółte kółka są obrazami atomów krzemu ulokowanych w najwyższej warstwie. Każda komórka elementarna o kształcie rombu zawiera 12 takich atomów. Mikroskop tunelowy Struktura materiału nanokrystalicznego Mikroskop elektronowy o rozdzielczości pozwalającej obserwować pojedyncze atomy

14 Wytwarzanie (synteza) i przetwórstwo rstwo Stanowisko do nakładania powłok PVD Materiały narzędziowe z powłokami PVD

15 Nanomateriały Nakładanie powłok antyrefleksyjnych na szkło przy użyciu nanomateriałów Cienka folia hybrydowa stosowana w ogniwach słonecznych otrzymana przez nałożenie nieorganicznych krystalicznych nanomateriałów na organiczny polimer Nanorobot do niszczenia bakterii

16 Materiały y inteligentne Materiał inteligentny, który przechodzi w stan ciekły pod wpływem pola magnetycznego Materiał inteligentny, który zmienia wymiary pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego Implant stawu biodrowegowykorzystano materiał inteligentny w celu poprawy integracji implantu z kością

17 Materiały biomimetyczne (bionaśladowcze) Materiał oddychający