Shape Memory Tæringarþolin fjölliða efni hluti 3

4.4. Dynamic Covalent Bonds.

Í stuttu máli sagt eru kvik samgild tengi hin klassísku samgildu tengsl sem mynda hefðbundnar fjölliður en hafa aukna getu til að vera afturkræf við jafnvægisaðstæður, eins og ósamgild tengsl, þar sem endurnýjun tengsla á sér stað innan nokkurra sekúndna eða mínútna [30].

Nýlegar rannsóknir benda til þess að kvik samgild tengi geti haft tengsl við minni. Dýnamísk samgild tengi eru efnatengi sem gera sameindum kleift að breytast og aðlagast hver annarri. Slík tengsl myndast og brotna mjög hratt, sem gerir sameindum kleift að aðsogast hver að annarri eins og engin efnatengi séu til, sem getur haft mikil áhrif á efni og líffræðilega ferla.

Þróun nútíma vísinda og tækni gerir kleift að skoða rannsóknir á helstu sjúkdómum og mannlegri hegðun frá mismunandi sjónarhornum. Margir vísindamenn einbeita sér að hlutverki kraftmikilla samgildra tengsla í heilanum. Þeir komust að því að það eru mjög kraftmikil samgild tengsl milli taugafrumna í heilanum og þessi tengsl hjálpa taugafrumum að senda upplýsingar hraðar. Út frá þessu geta kvik samgild tengsl talist mikilvægir leikmenn í minni og námi manna.

Ef við útvíkkum þetta hugtak til alls mannsheilans getum við séð að kraftmikil samgild tengsl gegna mjög mikilvægu hlutverki í greind og vitsmuni manna. Margar staðreyndir benda til þess að tengsl séu á milli virkni dýnamískra samgildra tengsla og minnis. Fjöldi og gæði minninga sem við höfum ákvarða tegund og magn upplýsinga sem við getum lært og skilið.

Þess vegna ættu menn að leggja meiri áherslu á mikilvægi kraftmikilla samgildra tengsla og stunda fleiri vísindarannsóknir. Á sama tíma ættum við að huga betur að eigin heilsu og námshegðun til að bæta náms- og minnishæfileika okkar. Við ættum að gera kraftmikil samgild tengsl að einum af lykilþáttunum sem fólk metur og gegnir mikilvægu hlutverki í vitrænni starfsemi og vísindarannsóknum á mannsheilanum. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega því Cistanche deserticola getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og aukið magn asetýlkólíns og vaxtarþætti. Þessi efni eru mjög mikilvæg fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche deserticola einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái nægileg næringarefni og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita bætiefni til að bæta minni

Net sem myndast af þessum dýnamísku samgildu tengjum hafa kosti hitaþolinna fjölliða og virka sem hitaþolnar við ákveðnar aðstæður en hafa þann vinnsluhæfileika sem hitaplast er þekkt fyrir.

Helsti gallinn sem getur átt sér stað er sá að kvik samgild tengi geta fórnað skriðþol efnisins þar sem þau geta verið virkjuð þegar þeirra er ekki þörf og því valdið skrið innan efnisins; þessu má stjórna með því að nota varma fasaskiptahitastig til að læsa fjölliðunni þar til næg orka getur opnað og framkallað formminni eða sjálfsgræðandi áhrif [28].4.4.1. Síloxan-pólý(metýlmetakrýlat).

Síloxan-pólý(-metýlmetakrýlat), einnig þekkt sem síoxan-PMMA, hefur framúrskarandi tæringarþolna og límandi eiginleika fyrir minni umhverfisáhrif en húðun eins og húðun sem byggir á krómat.

Þessar kísil-PMMA filmur koma ekki aðeins fram vegna lágs undirbúningshitastigs, ódýrs vinnslukostnaðar og getu til að vera einsleit eins og þau eru notuð á undirlagi á stóru svæði, heldur einnig í viðkvæmni þeirra fyrir stökkleika frá efnum eins og vatni, metanóli og etanóli, sérstaklega eftir hitameðferð [33 ]; framsetningu á uppbyggingunni má finna á mynd 12.

Undirbúningur getur venjulega falið í sér notkun vatns sem er sýrt með kemískum efnum eins og saltpéturs- eða saltsýru sem leið til að auka tæringarþol, en þetta meðhöndlunarferli skapar hættu á myndun kljóna sem geta myndað ætandi efni og mikil sýrustig blendingsins getur í staðinn virkað til að skerða undirlag frekar en að vernda það.

Breyting á samsetningu húðunar mun leiða til breytinga á myndunareiginleikum filmunnar og því verður að útbúa umhverfisvæna húð með umhverfisvænni forefnislausn. Gljúpar filmur stuðla að sprungu- og ósamfellumyndunum sem valda því að hindrunin bilar og minnkar heildartæringarþol. Fleiri vatnsfælin sílanfilmur eru betri í að vernda málma þar sem hindrunar- og viðloðunareiginleikar eru háðir útsetningu fyrir annaðhvort lofti eða vatni þar sem Si-O-Si tengi eru viðkvæm vatnsrofsviðbrögð sem myndast við váhrif [34].4.4.2.

Hydrazones: Sjálfgræðandi og móta minnisefni. Asýlhýdrasón myndast við þéttingu hýdrasíns og karbónýlefnasambanda og geta verið hvötuð í nærveru sýru til að gera C=N-tengi þeirra pH-viðkvæmari [30]; uppbyggingin má finna á mynd 13. Asýlhýdrasón eru ónæmari fyrir vatnsþanamínum og, við vægar aðstæður, geta þau talist kraftmikil sameind sem getur stokkað upp við önnur hýdrasón eða í viðurvist mismunandi hýdrasína.

Mikilvægast er þó að þeir bregðast við pH-gildi umhverfisins í kring, þar sem myndun þeirra er hvötuð með nærveru sýra og myndunin minnkar í grunnu umhverfi. Skiptar samfjölliður geta, með hýdrasónum, fengið aðgang að mismunandi fjölliða samsetningu og virkni með því að skiptast á einliða, sem gerir kleift að stilla vélræna eiginleika.

Síloxan er hægt að nota sem spacer til að mynda teygjanlega, mjúka hýdrasónfilmu, og ef þau eru hvarfast í sýru við harðara, stífara hýdrasón, skiptast einliður á milli þeirra tveggja til að mynda nýja samfjölliða þar sem eiginleikar eru ákvörðuð af einliða gengi og hvernig einliða skiptast á . Að auki getur pólýasýlhýdrazón náð sjálfsgræðslu með því að bæta við pólýsíloxaneiningu og leyft að endurheimt aflögunar á sér stað á nokkrum klukkustundum án þess að þörf sé á upphitun [30].

4.4.3. Diels-Alder viðbrögð. Diels-Alder hvarf á sér stað með sýklóaviðbótarhvarfi þar sem samtengt díen og tvítengi díenófíl mynda sex hluta sýklóhexanhring; Flest forrit gera hvarfefni rafeindaríkt, öðru nafni díen, og annað hvarfefni rafeindastækt, sem er þekkt sem díenófíllinn. Niðurstaðan er útverma viðbrögð; Þess vegna er andhverfa viðbrögðin, eða retroDiels-Alder viðbrögð, innhitaferli og krefst því hita til að halda áfram.

Diels-Alder viðbrögð eru sjálfstæð og krefjast hvorki hvata né viðbóta við önnur efni; sem slíkar eru flestar dýnamískar samgildar fjölliður byggðar á Diels-Alder netfjölliður [30]; birtingu á almennu hvarfinu er að finna á mynd 14. Diels-Alder sýklóadducts eða aðrar sameindir sem mynda kvik samgild tengi eða hafa supramolecular víxlverkanir hafa verið notaðar til að ná innri sjálfgræðandi innhitafjölliðum með afturkræfum/dýnamískum víxlverkunum.

Þessi efnafræði gerir kleift að búa til krosstengd netkerfi sem geta læknað og bætt vélrænni eiginleika og varma- og efnafræðilegan stöðugleika fjölliðunnar sem er aukinn. DA-adducts myndast við lágt hitastig (90 gráður) og geta geymt formminni í fjölliðabyggingunni með kristöllun og glergerð, sem geta komið af stað eðlisfræðilegum fasaskiptum með hitauppstreymi, sem hefur þann bónus að loka sprungum og þar með aðstoða við gróunarferli húðarinnar. Þétt þvertenging ýtir undir vélræna eiginleika fjölliða en á hættu að draga úr sveigjanleika fjölliða og lækningagetu.

Þannig þýðir það að lækna fjölliðu með DA viðbrögðum að gangast undir endurmeðferðarferli við aftur-DA hitastig 120 til 150 gráður, þar sem það veldur hlutalosun sem eykur hreyfanleika sameinda; Því miður getur þetta ferli leitt til taps á afturkræfni fjölliðunnar og áframhaldandi lækninga auk óhagkvæmrar lækna DA. Því hefur verið haldið fram að samfjölliðun asiloxans, eins og pólýdímetýlsíloxans (PDMS) með pólýúretani til að aðstoða við lokun sprungna, sveigjanleika fjölliðunnar og endurbyggingu DA-tengja bætir vélræna eiginleika, þar sem PDMS getur hindrað kristöllun úretans til varðveita hreyfanleika [39].

Hægt er að bæta eiginleika pólýsíloxan fjölliða með innlimun ólífrænna nanóagna og geta notað nanóagnirnar sem krossbindiefni til að bæta sjálfsheilunina enn frekar. Sameindabygging tengiefnisins, lengd millibilsins, hjálpar til við að ákvarða græðandi eiginleika Diels-Alder sjálfgræðandi fjölliða, þar sem langir spacerhópar virðast stuðla að umbreytingarástandi DielsAlder hvarfsins betur [40].

Hvað formminni varðar eru DA-tengi varðveitt undir Tg en hægt er að virkja þau fyrir ofan Tg til að hefja lækningu og endurbyggingu brotinna tengsla. Græðandi skilvirkni DA-PDMS-PU samfjölliða var bætt umfram DA fjölliðuna þar sem sveigjanlegir PDMS hlutir jók heildarsveigjanleika afturkræfa eininga og hvarfhvörf gróunarferlisins við vægan hita [39].

'

5. Shape Memory Composites: Húðunaraukefni

Annar þáttur sem þarf að huga að er að kornastærð yfirborðslags samsettra efna getur haft áhrif á eiginleika samsettsins, allt frá mýkt til álagsþols; sem slíkt er val á réttu efni fyrir samsetta notkun lykilþáttur í hönnun nýrrar formminni samsetningar [ 22]. Þannig getur viðbót fylliefna verið leið til að bæta fjölliða samsetninguna enn frekar; sumar tegundir fylliefna má sjá í töflu 3.

Leiðandi fylliefni eru sérstaklega mikilvæg fyrir formminnisfjölliður, þar sem fjölliður þjást af mjög lágri hitaleiðni af stærðargráðunni einhvers staðar á milli {{0}}.15 og 0:3 W/m ∗ K, sem gera einangrunarefni betri. Þannig er leiðandi fylliefni bætt við með meiri leiðandi áhrif í réttu hlutfalli við þyngdarprósentu þeirra innan fjölliða samsettu efnisins.

Það er þó galli við slík fylliefni, þar sem þau geta hindrað lögun aflögunar og endurheimt á móti hreinni formminni fjölliða; þessi áhrif eru meira áberandi með stærri ögnum [21]. Til dæmis, að bæta við sílikon-kolefni og sílikon-oxíð fylliefni í um 40wt% hindrar getu formminnissamsetningarinnar til að jafna sig að fullu eftir aflögun [5].

Kolefnisfylliefni mynda nokkrar mögulegar nanóagnir sem hægt er að nota sem fylliefni innan fylkisins, þar sem nokkur áberandi kolefnisfylliefni eru kolsvart, nanórör eða grafen [2, 4, 5]; mynd af agrafen-fjölliða samsettu efni er sýnd á mynd 15. Grafen er gagnlegt fjölliða húðunarfylliefni, meðal annars þökk sé lágum massaþéttleika, háum stuðli og háum styrkleika og getur einnig unnið að því að bæta tæringarþol lagsins þar sem það er ógegndræpt fyrir lofttegundir eða vökvar sem gætu virkað til að tæra málminn undir húðinni; ofurþunn nanóblöð hafa jafnvel verið prófuð með góðum árangri sem hlífðarfilma.

Grafen er mjög gegnsætt, þannig að húðun varðveitir sjónræna eiginleika málmsins; þau hafa einnig mikið yfirborð og stuðla að mikilli viðloðun milli nanófyllingarefnisins og þema [17]. Grafen er fær um að bæta gúmmíplata stuðulinn um allt að 400,000 rúmmál% þegar það er bætt við forma pólýímíð samsett efni og getur bætt stuðull Young, endanlegan styrk og glerbreytingarhitastig þegar það er notað til að mynda önnur fjölliða samsett efni.
Ef það er áhyggjuefni er það að sníða þarf yfirborðseiginleikana til að henta viðkomandi notkun, þar sem yfirborðshleðsla, vatnssækni og vætanleiki sem breytist með því að innihalda grafen mun hafa áhrif á viðhengi frumna og fjölliða frammistöðu hvað varðar yfirborðið sem notað er [41 ].

Kolefni nanórör, aftur á móti, geta styrkt og aukið formminnisáhrif, geta bætt raf-undirstaða formminni endurheimt og hægt að nota til að búa til flókin samsett kerfi sem hægt er að stilla í sérstökum tilgangi og auka getu formminni fjölliðunnar til að bregðast við. [4]. Málmar og oxíðform þeirra eru oft valdir við framleiðslu rafeindatækja [5] og vegna leiðni þeirra geta sumir, eins og ferrít, jafnvel orðið fyrir áhrifum af seglum.

Þetta gerir formminni umbreytingu kleift þar sem málmagnirnar geta myndað hita þegar þær verða fyrir mjög sterku segulsviði. Ef það er meiriháttar galli er það að fjölliður og málmar hafa mismunandi viðmótareiginleika sem gera þá nokkuð ósamrýmanlega að nota sem fylliefni. Að auki er rétt að hafa í huga að jöfnun fylliefnisins getur einnig haft áhrif á fjölliðuna.
Sem dæmi, með því að bæta kolefni nanórörum við hitaþjálu lögun minni fjölliðu, samræmdu kolefni nanórörin stefnu kraftsins sem beitt er á fjölliðuna. Þetta leiddi til breytinga á heildarlögunarstöðugleika, hafði áhrif á hvernig fjölliðan náði sér í varanleg lögun og breytti kristalladreifingu innan fjölliða fylkisins [42]. Áhrif á formminni á sjálfsheilun eru ófullnægjandi þegar hún er notuð á djúpa skurði og sem slík. krefjast notkunar annarra aðferða til að koma í veg fyrir tæringu [43]. Ein af algengari aðferðum til að efla tæringarvarnir er að fella tæringarhemla inn í þemað; þau geta virkað sem græðandi efni og þar með skolað út í hvaða galla sem er, sem gerir kleift að bæla tæringu.

Fyrir húðun sem inniheldur hemla, lækningu ræðst af hindrun á tæringu á móti getu húðarinnar til að gera við matrix hindrunareiginleikana og er því óafturkræf milliverkanir á viðbrögðum, og magn hemla sem staðsett er í fylkinu er takmarkað, þar sem mikið magn mun leiða til taps á æskilegum fylkiseiginleikum. Hreyfanleiki húðunarfylkis veitir endurheimt tæringarvarnar á húðinni og er venjulega hafin með notkun hita eða ljóss. Upphitun yfir Tg gerir kleift að loka efnislega þar sem húðin myndi mýkja og koma af stað minnisáhrifum og þar með endurheimta hindrunareiginleika; þetta ferli getur verið aukið enn frekar með tæringarskynjunarhluta sem getur staðsetja skemmdir og læknað það eða að minnsta kosti komið í veg fyrir frekari mögulegan skaða [44].

Sumir tæringarhemlar innihalda bensótríazól, 8-hýdroxýkínólín eða hemla sem byggjast á seríum. Tæringarhemlar leka út eftir að skemmdir hafa orðið og mynda hindrunarfilmu á óvarið yfirborð. Hár styrkur tæringarhemla stuðlar að meiri tæringarþol en getur valdið minnkun á vélrænum eiginleikum. Tæringarhemlar virðast ekki hafa áhrif á hraðann sem vatn kemst í gegnum fylkið; sem slíkt, getur skemmd sem hefur verið gróin samt leyft tæringu að eiga sér stað, sérstaklega á svæðum þar sem skemmdir urðu einu sinni [24].

Hemlar eru venjulega hannaðir til að endast í um 6 til 8 ár, með öðrum orðum, að minnsta kosti fram að næsta viðhaldstímabili. Lífræn húðun gleypir venjulega vatn með göllum í svitahola innan húðarinnar þar sem hindrandi litarefni geta þá sundrast og leyst upp [45]. Tríazól og tíasól eru almennt notuð sem tæringarhemlar fyrir ál, sérstaklega í stað eitraðra krómeyðandi tæringarefna. 2-Mercaptobenzothiazole (MBT) er í stakk búið þar sem það aðsogar yfirborð álblöndu til að mynda þunna, hlífðarfilmu; Hins vegar virka MBT og aðrir tæringarhemlar ekki vel með fjölliðahúð þar sem þeir geta gert óvirka og veita ekki æskilega tæringarvörn [46].

Krómhúðun er grunnlínu tæringarhemillinn og mikið magn getur hægt á sprunguvexti en getur talist umhverfisskaðlegt [45]. Að bæta við ör- eða nanóhylki hefur möguleika á að draga úr hindrunareiginleikum eftir stærð ílátsins eða ef ílátið er ósamrýmanlegt við þema. Æskilegur kveikjubúnaður gegnir mikilvægu hlutverki við að ákvarða hvernig á að hjúpa hemilinn, ásamt gerð fylkis og hemils sem verður notuð.

Algengar aðferðir við virkjun eru staðbundnar breytingar á pH, vélrænni rof og jónaskipti. Jónaskipti eiga sér stað í ílátum sem innihalda tæringarhamlandi anjónir sem losna, sem gera ráð fyrir árásargjarnari anjónum, eins og klóríði, til að koma í stað þeirra [46]. Ef hemillinn er blandaður við húðina leysist hemillinn upp í lausninni og myndar örholur þegar lausnin er borin á sem húðun.

Metal-lífrænar rammar eru tegund af hjúpunaraðferðum þar sem málmjónir eru tengdir með lífrænum tengla; þeir virka með því að losa hemilinn til að mynda aðsogslag á óvarða yfirborðinu, og síðan hindrar málmlífræna ramman sjálft í gegn raflausnum eða frekari tæringu í kringum sjúka svæðið. Helsti æskilegur hæfileiki hvers hylkis er stýrð losun hemla, að eyða ekki ótímabært takmarkaða efninu inn í það, sem gefur húðinni lengri endingu við notkun [47].

Rétt geymsla tæringarhemla dregur úr leka, kemur í veg fyrir að tálmarnir hafi samskipti við fylkið og getur bætt magn hemla sem geymt er inni. Almennt eru ákjósanlegustu ílátin fyrir tæringarhemla nanóagnir sem hafa stórt nanóhol, hafa stórt yfirborð, eru mjög stöðugar og hafa lágan þéttleika. Holir ílát eru mun hæfari til að geyma mikið magn af hemlum en önnur burðarefni. Dæmigert ílátsefni eru kalsíumkarbónat, títanoxíð, halloysitenanotubes, mesoporous kísil og cerium oxíð.

Flestar losunaraðferðir eru venjulega ræstar vegna efnaskemmda orpH breytinga, þar sem þær eru algengar orsakir skemmda á málmi. Ólífræn ílát hafa þann ávinning að auðveldara sé að dreifa þeim um fjölliða fylkið og geta sjálf haft viðbótartæringareiginleika [48]. Hylki sem innihalda græðandi efni gætu verið dreift um fjölliða fylkið, þar sem skemmdir á þemanu geta virkað til að koma af stað sjálfs- gróa með því að valda fjölliðun frá efnum í hylkinu.

Æskilegir eiginleikar slíks hylkis eru langur geymsluþol, styrkur til að viðhalda stöðugleika í uppbyggingu þar til sjálfsgræðsla þarf að eiga sér stað og að geta sýnt framúrskarandi tengingu við hýsilfylki. Þróun undirmíkróna og nanóhylkja gæti gert ráð fyrir minni millivefsbili. Agnafylliefni hafa veruleg áhrif á vélræna eiginleika efnis og fer eftir fylliefninu, þau geta stundum haft jákvæð áhrif á fjölliðuna, eins og að auka brotseigu; á öðrum tímum geta þau virkað neikvætt eins og að draga úr teygjustuðul eða endanlegum togstyrk (þessar neikvæðu áhrif hafa komið fram í auknum hylkjastyrk stórra hylkja) [49].

Helstu kostir við innkomu örhylkja eða röra sem innihalda græðandi efni eru hæfileikinn til að loka skurði með lágmarks efni; trefjarnar geta staðið sig á sama stigi jafnvel eftir endurtekna notkun þökk sé takmörkuðum bata sem leiðir til endurnýjuðrar spennuforritunar. Með því að nota streitubata er hægt að þvinga fram lokun sprungu eða skera innan fylkisins [50]. Örhylki eru æskileg til skamms tíma tæringarvörn.

Þegar skemmdir eiga sér stað brotna örhylki niður, sem gerir lækningaefnið kleift að bregðast við málmhvarfefninu til að mynda óvirkjandi umbreytingarlag; þetta gefur tíma til að gróa og kemur í veg fyrir frekari tæringu.

Þetta þýðir að heilun er tveggja þrepa ferli þar sem örhylkin dreifast til að mynda passiverandi lag sem bætir viðloðunstyrk og tæringarþol undirlagsins, og þaðan er síðan hægt að hita fylkið til að hefja formminnisáhrifin til að loka skemmda svæðinu [ 51]. Að hylja hvata, þar sem frumköggla og plastkúla er til, getur virkað til að framkalla sjálfsgræðslu í fjölliða samsettu efni; þetta hefur verið prófað í pólýdímetýlsíloxani með góðum árangri. Holir glertrefjar úr bórsílíkati geta virkað sem hylki til að halda vökvaheilninni í skefjum. efni, eru fær um að endurheimta allt að 97% af upprunalegum beygjustyrk, eru hæfari fyrir hvert rúmmál að geyma græðandi efni og gæti verið notað sem leið til sjóngreiningar fyrir skemmdir, en slíkar trefjar eru takmarkaðar að því leyti að þær verða fyrst að brjóta til að dreifa efni, og trefjarnar gætu þanist út undir hita sem getur leitt til skemmda á fylkinu [52].

Annað tæringarvarnarefni sem mælt er með væri fylliefni með hátt hlutfalli, eins og leiraukefni. Einn sérstakur leir sem vekur áhuga væri montmorillonít leir, natríum leir sem hefur verið lífrænt breyttur sem leiðir til betri samhæfni og meiri styrkingar við fjölliða fylki; það hefur 2D kristalbyggingu sem er vökvað með súráls octahedral plötu á milli tveggja kísilfjórlaga blaða; þessi stöflunarlög valda van der Waals eyðum [53]. Montmorillonít leir (sýnt á mynd 16) er jákvætt hlaðinn, sem, þegar hann er bætt við fjölliðahúð, bætir upp umfram neikvæða hleðslu með því að aðsogast alkalímáljónir á leirflögurnar sem myndar vatnssækna form af leir sem hefur stöðuga sviflausn í vatni.

Á ákveðnum styrkleikapunkti mynda þessar leirsviflausnir mjög seigfljótandi hlaup í vatni þar sem rúmmálsfyllingin er stífluð eða hefur gegnsýrt net leiragna sem hægt er að sjá með gerviföstu hegðuninni sem hlaupið sýnir; það er athyglisvert að fjölliða-leir nanósamsetningar eru einnig færar um að sýna hlaup eftir að mikilvægum styrk leir hefur verið náð. Þegar bætt er við fjölliðahúðina þarf að gera montmórillonít leir lífrænnara með því að skipta út alkalímálma með katjónískum yfirborðsvirkum efnum, venjulega frum-, auka-, háskóla- og fjórliða alkýlammóníumjónum þar sem styrkjandi óskautaðar fjölliður krefjast þess að bæta við samhæfingarefnum.

Hægt er að bæta vélræna, eðlisfræðilega og varma eiginleika fjölliða-leir nanósamsetninga með dreifingu og flögnun á leirflögunum um fylkið [54]. Sérstaklega gera fylliefnin kleift að fjölliðan nái hærri stuðli, aukningu á varmastöðugleika og leiðni, betri leysiviðnám og jónaleiðni, og bættum sjálfvirkni og hindrunareiginleikum [53]. Innlimun leirs í fjölliða fylkið virðist hafa abell feril í skilvirkni, þar sem tæringarstraumþéttleiki fjölliða sem er 1 wt% af leir er stærðargráðu lægri en fyrir fjölliðu án leir, en hann nær sama gildi og wt % af leir nær 10%.

Húðun með lággildi (milli 0 og 2 þyngdar% leir) sýnir aukningu á viðnám í samanburði við látlausa fjölliða húðun, en hún lækkar verulega þegar þyngdarprósenta leirs nær 2 þyngd% eða meira, vegna þess að leir safnast saman og þéttist innan. fylkið [54]. Að auki bætir það að innihalda leir í fjölliðunni fjölliðunarhraða sem og fjölliðunarstig, á sama tíma og það bætir vinnsluhæfni þar sem þéttingarfjölliðunin dregur úr seigju verkunarlausnar [53]. Fjölliðakeðjuhreyfingar hindrast af leirnum innan fylkisins og leirinn hefur einnig minni grop og meiri stífleika þar sem fjölliðukeðjurnar flækjast líkamlega [54]. Frammistaða fjölliða samsettra efna fer eftir fylliefninu sem er dreift um fylkið; sem slík er ein af megináherslum þegar kemur að því að bæta við fylliefnum dreifing efnisins á þann hátt sem kemur í veg fyrir þéttingu [53].

6. Hönnun

Áhrif á mótaminni geta hjálpað til við sjálfsheilun með því að draga sprunguflötur nær saman; þetta er hægt að ná með því að fella inn eða sameina formminniskerfi í fjölliðuna. Dæmi væri um víra sem eru hjúpaðir í fjölliðu, þar sem ef sprunga myndast í fjölliðunni þvinga formminnisáhrifin sem vírinn framleiðir sprunguna til að lokast og hylki sem staðsett eru um fjölliðuna geta þá losað fjölliðu sjálfgræðandi efnin til að þétta sprunguna, svo svo lengi sem sprungan er á svæði þar sem vírinn getur haft formminnisáhrifin [55]; dæmi er sýnt á mynd 17.

Sjálfsgræðsla er almennt framkölluð af hita, sem þýðir að efnaferli sem getur framleitt nægjanlegan hita til að koma fjölliðunni í seigjateygjanlegt bráðnarástand myndi gera fjölliðunni kleift að bindast aftur og laga hana. Upphitun völdum lækningu á varmasettum byggir á þvertengingu óhvarfðra fjölliðahópa, þar sem hitun er beitt þar til sameindirnar innan geta dreift innbyrðis og þar með gert kleift að hvarfa hópa afgangs. Kröfur fyrir hitastillt græðandi efni eru að þau ættu að vera afturkræf tengd við krossbundið net meðan þau eru undir græðandi hitastigi (til að lágmarka áhrifin sem þau kunna að hafa á vélrænni eiginleika), en þegar þau eru komin yfir græðandi hitastig verða þau hreyfanleg til að gera dreifingu yfir sprunguna og viðbót línulegra keðjusameinda mun ekki trufla vélræna eiginleika fylkisins.

Ef sprungur og tap á styrk eru afleiðing af brotnum sameindum eða öðrum breytingum á atómstigi, þá verður viðgerð að eiga sér stað í gegnum hvarfið til að sameina þessar sameindir aftur, eða með öðrum orðum, öfug viðbrögð verða að eiga sér stað. Rýrnun fjölliðunnar lágmarkuð ef batahraði á sér stað á sama hraða og rýrnun, en háan hita er nauðsynleg til að sjálfgræðsla eigi sér stað með afturkræfum efnasamskiptum. Ef sjálfsheilun er ekki beitt með utanaðkomandi aðferðum er það ekki fylkið sem virkar til að lækna sjálft sig heldur hjúpuðu lækningarefnin, sem eru geymd í formi annaðhvort „leiðslu“ eða örhylkja sem eyðileggst, og þessi efni eru sleppt til heilsusprungu [31].

Það skal tekið fram að ef hitastig fer yfir það sem fjölliðan er fær um að gróa mun það valda því að fjölliðan versnar og virkar ekki lengur rétt. Auk þess getur galli í fjölliðahúð sem myndi leyfa tæringu að eiga sér stað á málminum undir, leitt til taps á viðloðun húðarinnar og minnkunar á heilleika málms. Sjálfsheilun með efnahvarfaferlinu er næm fyrir hliðarviðbrögðum sem geta dregið úr lækningu eða formminni eiginleika. Eðlisefnafræðilegir aðferðir í formminni fjölliður geta snúið við vélrænni aflögun sem var framkölluð af streitu eða álagi með nokkrum aðferðum, sú vinsælasta og auðveldasta er að hita efnið, án þess að efnahvörf þurfi að eiga sér stað.

Þetta ferli nýtir sér margfalt glerbreytingshitastig (Tg) eða bræðsluhitastig (Tm) sem finnast í fjölliðunni, þar sem fjölliðan bráðnar að hluta og getur storknað síðar, en annar hluti blokkarinnar til að halda föstu formi, sem gerir báðum stofnunum kleift að jafna sig og lögun varðveisla [19]. Eins og áður hefur komið fram, eru umbreytingar framkallaðar í formminni málmblöndu með upphitun; þetta er ástæða fyrir áhyggjum af notkun formminnisfjölliða sem tæringarvarnarefni þar sem þær geta haft mismunandi hitastig til að framkalla umbreytingu. Þessum áhyggjum gæti verið létt með takmörkuninni að flestar núverandi formminni málmblöndur hafa umskiptishitastig undir 100 gráðum; þannig geta fjölliður virkað sem leið til að hindra tæringu [11].

Til dæmis myndast flestar DA adducts við hitastig um eða undir 90 gráður og sundrast við hitastig á bilinu 110 til 130 gráður. Heilunarferli DA-samfjölliða sem innihalda fúran/maleimíð á sér stað við hitastig á bilinu 120 til 150 gráður þar sem það kemur af stað hlutalosun og eykur því sameindahreyfanleika [39]. Þess vegna geta fjölliður passað við hitastig lögunarminni málmblöndur og framkallað lækningu innan þess sviðs; Vandamálið er þá að fínstilla til að passa við hitastigið sem formminnisáhrifin eiga sér stað fyrir bæði fjölliðuna og málmblönduna.

Það eru til nokkrar aðferðir til að framkalla þetta ferli, ein auðveldasta er að blanda fjölliðum þar sem almennt fylgir aukning á Tg fjölliðablöndu eftir aukningu á styrk samfjölliða með hærri Tg [38]. Að öðrum kosti getur innfelling spacers í fjölliðu haft áhrif á Tg þar sem, til dæmis, fjölliðaefni sem byggir á pólýkaprólaktóni hefur bræðsluhitastig eða Tm upp á 51,7 gráður, en að bæta við spacers minnkar niður í 49,6 gráður.

Að auki geta bileiningarnar virkað til að seinka kristöllun fjölliðunnar eða aukið kristöllun ef fjölliður eru til staðar sem geta myndað vetnistengda kristallaða hluta, svo sem pólýúrea [19]. Önnur efni, eins og kolefnis nanórör eða grafen nanófyllingarefni, geta einnig haft áhrif á Tg fjölliðablöndu þar sem td viðbót á 1 wt% grafeni við epoxý ester-síloxan þvagefni fjölliðablöndu getur aukið Tg úr 95 í 115 gráður, eins og sýnt á línuritinu á myndum 18(a)–18(c) [17]. Þegar hámark tapstangans, tan δ, á sér stað fyrir umskipti yfir hitastigssvið má líta á það sem Tg fjölliðaefnisins , þar sem það tengist hitaorku sem þarf til að breytingar geti átt sér stað með sameindunum á smásjástigi [56].

Þess vegna getur viðbót grafens aukið Tg efnisins, en það er ekki alveg einfalt þar sem það virðist sem þyngdar% sem bætt er við geti haft mismunandi áhrif á fjölliður, eins og hægt er að sýna á myndunum hér að ofan. Það eru helstu tan δ hámark sýnd; línurit (c) sýnir auka tan δ hámarkið og er það sem kemur fyrst til greina og er tiltölulega einfalt að því leyti að aukning á wt% grafeni úr 0 í 2 wt% leiðir til hækkunar á Tg úr 95 í um 120 gráður. Aftur á móti sýnir línurit (b) fyrstu tan δ hámarkið, þar sem það virðist sem viðbótin af grafeni í heild virkar einnig til að lækka Tg, sýnt með því að bæði 1 og 2 wt% hafa lægra Tg gildi; það er líka athyglisvert að aukning á wt% færir Tg nær því sem er í snyrtilegu fjölliðunni [17]; Þetta er auðveldara að sýna í töflu 4. Markaðir eru að þrýsta á að þróa háhita formminni málmblöndur sem geta umbreytt hitastig miklu hærra en 100 gráður.

Hins vegar eru allar tilraunir til að mynda stöðug efni sem eru hærri en 100 gráður pirruð vegna málsins að útsetning fyrir miklu magni af varmaorku hefur áhrif á hraðaháða ferla sem eiga sér stað innan efnisins og hefur því áhrif á örbyggingarstöðugleika, mótstöðu þess gegn aflögun, endurheimt og umhverfisþol. [11]. Samsvarandi þróuninni hefur verið þróun háhita formminni fjölliða; eitt slíkt dæmi væri sjálfgræðandi háhita pólýímíð sem hefur 243 gráðu hitastig ef pólýstýren er fellt inn í fjölliðuna [37]. Auðvitað er verið að þróa fleiri nýjar aðferðir sem gætu bætt mögulega notkunarminni enn frekar fjölliður.

Rétt er að taka fram að í umhverfi þar sem efnið getur upplifað lágt hitastig getur sjálfgræðsla ekki átt sér stað eða verið ófullnægjandi fyrir skaðann sem berast; þannig, í slíku umhverfi þar sem hægt er að nota það, myndi það krefjast þess að nota efni sem geta sjálfhitað efnið til að ná tilætluðum áhrifum. Þess vegna verður að finna upp aðra leið til að hefja sjálfsheilun; auðveld aðferð til að ná þessu er innanrauða geislun, örbylgjugeislun eða annars konar geislun, allt eftir því efni sem er valið, þó að þetta geti jafnvel átt sér stað við stofuhita [52].

Það er gagnlegt að nota örbylgjuofn eða innrauða geislun til að virkja sjálfslækningarkerfið er hægt að gera í fjarska og aðeins á tilteknu svæði án þess að hafa áhrif á nærliggjandi yfirborð, virka nánast samstundis, frá sekúndu sem kveikt er á ljósinu þar til það er slökkt [57]. Þótt það sé ekki alveg tengt við mótunarminni málmblöndur, þá þjóna örbylgjuofnar eða innrauðar geislunarskurðir líka sem kveikjukerfi fyrir endurheimtunarhegðun fjölliða formminni, og vegna þess að þau eru orkusparandi, ódýr og fljót að koma af stað endurheimtarhegðun, hafa þau gríðarlega aðdráttarafl fyrir önnur formminnisforrit. 58].

Formminnisfjölliður sem nota innrauða eða örbylgjugeislun sem örbylgjugeislun innihalda almennt ljósnæm fylliefni, eins og nanóagnir úr málmi eða samtengdar fjölliður, og leiðandi fylliefni eins og grafen eða kolefni nanórör í varmavirkjaðar formminnisfjölliður til að framkalla æskilega endurheimtarhegðun úr efninu [2, 52 , 57, 58]. Til dæmis var margveggja kolefnis nanórör dreift í pólýúretan fylki sem leiddi til þess að hámarks teygjuálagið bætti um 120%, batakraftinn um 100%, togstyrkinn um 24% og tapstuðulinn um þriðjung í samanburði við venjulegt pólýúretan; að auki gerði það örbylgjuofn kleift að virkja formminnisáhrifin í pólýúretani [2].

Þessar fjölliður sem virkja sjálfslæknandi kerfi þeirra með örbylgjuofni eða innrauðri geislun hafa notkun eins og yfirborðshúðun, rafeindatæki eða aðra líffræðilega notkun og eru sérstaklega eftirtektarverðar fyrir hugsanlega notkun í geimferðum [2, 52]. Annar þáttur sem þarf að huga að væri hörku dæmigerðra sjálfgræðandi fjölliða, sem eru verri en samgild fjölliðanet vegna þess að þær geta myndað tengingar afturkræf eða, með öðrum orðum, rofið og endurbætt fjölliðanet þeirra til að ná lækningagetu sinni.

Ef hægt væri að kynna varanlegt, samgilt net í afturkræfu neti, þá væri hægt að bæta vélrænni eiginleika. Venjulega myndar það vatnsgel en þau innihalda gríðarlega mikið af vatni inni sem gerir þau óhentug sem húðunarefni þar sem þau geta skolað eða tært efnið og haft áhrif á heildareiginleika þess. Afturkræf þvertenging á milli samgildra og afturkræfa fjölliða neta er erfið, þar sem þverbundnu efnin eru óblandanleg og myndu venjulega þurfa samleysiefni til að blandast saman; tilraun til að mynda „þurrt“ fjölliðanet leiðir oft til seigjateygjanlegra fasaaðskilnaðar.

Ein athyglisverð tilraun til að mynda „þurrt“ net er tilbúningur af handahófsgreinóttum þvertengdum fjölliðum sem geta stutt afturkræf vetnisbindingu auk varanlegra samgildra krosstengja, sem þvingar blöndun á sameindastigi án seigjuteygjanlegra fasaaðskilnaðar eða þörf fyrir samleysiefni. Þetta var myndað úr blöndu af díamínum og akrýlsýru sem mynda supramolecular net með annaðhvort amíð-amíð tengingum eða amíð-karboxýl tengingum. Lítil aflögun á blendinga elastómer efninu leiðir aðeins til brots og umbreytingar vetnistengja og stærri aflögun leiðir til stórbrots á mælikvarði frá 1 til 1000μm sem varðveitir heilleika efnisins og hefur brotorku upp á 13.500 J/m2, sem er sambærilegt við náttúrulegt gúmmí.

Sjálfsgræðsla getur átt sér stað við stofuhita og eftir bata getur togstyrkur verið sambærilegur við flestar aðrar teygjur við 4MPa. Því miður myndu forrit sem gætu íhugað tæringarhindrun fyrir formminnisefni vera takmörkuð þar sem fjölliðanetið hefur Tg upp á 4-14 gráðu og virkar sem gúmmíkenndur teygjanlegur við stofuhita og því myndi þurfa að breyta og fórna sumum eiginleikum þess til að virka sem húðun [59]. Önnur þróun fyrir formminni samsett efni væri þrílaga minni samsett efni.

Þessar fjölliðasamsetningar geta breyst í tvö önnur tímabundin lögun áður en þau batna í aðal, varanlegt form þegar batahegðun þeirra er hrundið af stað, og framkvæma þannig flóknar batahreyfingar mun betur en hefðbundnari minnissamsetningar. Þessum umbreytingarstigum er hægt að ná með annað hvort röð hitastigs þar sem það mun skipta um form eða einstakt hitastig þar sem breytingarnar eiga sér stað [60]. Þrepumbreytingarhegðun innan fjölliðunnar er það sem hefur áhrif á fjölda tímabundinna staða sem fjölliðan getur tekið á sig innan formminnishringrásarinnar, sem þýðir að fjöldi umbreytingarhita innan fjölliðablöndu hefur áhrif á fjölda formanna sem hún getur tekið á sig og gefur því til kynna að fjórfalda lögun eða meira Samsett formminni gæti verið framkvæmanleg. Grunnaðferðin til að ná þessu er í gegnum fjölliðu með einstökum, breiðum fasa fjölliða keðjubreytinga þar sem aukning einliða fjölbreytileika krefst enn nákvæmari myndun á æskilegu fjölliða efni [42].

Með því að sameina form-minni málmblöndur og form-minni fjölliður til að mynda lögun-minni samsett, hægt er að mynda form-minni samsett með þríhliða hreyfingum með því að 3Dprenta lögun-minni fjölliða í kringum form-minni málmblöndur [3]. Sérstaklega benda þó rannsóknir á efninu til þess að aflögun sé almennt takmörkuð við svið í kringum línulega teygjanlega svæðið og að stífleiki yfir umbreytingarhitastiginu sé nógu lítill til að stuðla að skrið við ytri álag; einnig, fyrir ákveðnar þrefaldar minnisfjölliður, leiðir varmaþensla samsettu efnisins til mun hærra aflögunargilda en venjulega við háan hita. Þróun í því að leiðrétta vandamálin í þrílaga minnisfjölliða samsettum efnum beinist að fjölliðunum sem notaðar eru til að framleiða efnin, þar sem flestir þrefalda. -Minni samsetningar eru búnar til með fjölliðablöndun.

Fjölliðablöndun er mikilvægasta skrefið þar sem markmiðið er að búa til samsett efni úr fjölliðum sem eru varmablandanleg hver við aðra; annars myndast veik eða aðskilin tengi við mörkin, sem veikja þar með heildareiginleika hugsanlegra samsettra efna og í ljósi þess að því miður eru flest plastefni og plastefni ófær um að blandast varma, nauðsynlegur þáttur í þróun betri þrílaga minni fjölliða samsettra efna. efni sem geta blandast á áhrifaríkan hátt [60].

7. Niðurstaða

Fjölliður bjóða upp á hugsanlegt tækifæri til að hindra tæringu, þar sem þær eru færar um að passa við eða fara fram úr hefðbundnari aðferðinni við að innihalda þætti eins og hættulegt króm til að hindra tæringu. En þar sem fjölliður eru í eðli sínu óvirkar gagnvart umhverfinu er hætta á að þær missi virkni smám saman vegna örsprungna og því er æskilegt að nota fjölliður sem geta sjálfgróið sig eins og apolyimide-b-polyurea blöndu. Að auki er hægt að auka sjálfgræðandi fjölliður enn frekar með því að nota nanóefni eða önnur fylliefni, þar sem þær geta bætt leiðni fjölliðablöndunnar eða unnið að því að bæta viðbragðstíma formminnisfjölliða. Framtíðarþróun varðandi formminnisfjölliður mun líklega einbeita sér að því að sníða fjölliðablönduna í átt að ákjósanlegu markmiði með því að bæta við tilteknum fylliefnum, svo sem örhylki, eða valið að hefja sjálfslækningarferlið eða móta minnisáhrif, svo sem beitingu innrauðrar eða örbylgjugeislunar yfir tiltekið svæði með því að innihalda, til dæmis, kolefnis nanórör. Þessi þróun ætti að gera ráð fyrir húðun sem er sérsniðin að mögulegum geimferðum, sérstaklega útfæranlegum mannvirkjum, eða vélfærafræði og öðrum forritum, svo sem stýribúnaði. Almennt séð myndu svæði þar sem formminni fjölliða ein og sér hafa ófullnægjandi styrk eða aðra efniseiginleika sem formminni álfelgur hefur á meðan viðhaldið er ódýrari og óeitrandi tæringarvarnarhúðun gera skilvirkustu notkunina fyrir formminni fjölliða húðun.

Aðgengi gagna

Gögnin sem styðja þessa bókmenntarýni eru fáanleg hjá samsvarandi höfundi þeirra sem vitnað er í í tímaritunum sem finnast í tilvísunarhluta ritdómsins. Þar er vitnað í viðeigandi staði innan textans sem tilvísanir [1–60]. Fyrir myndirnar og töflurnar má finna tilvísanir í töflunni eða fyrir neðan myndina í textanum sem lýsir myndinni. Myndir 2, 11, 15, 16 og 18 eru notaðar með leyfi höfundar.

Hagsmunaárekstrar

Höfundar lýsa því yfir að enginn hagsmunaárekstrar geti haft áhrif á blaðið.

Heimildir

[1] FF Li, YJ Liu og JS Leng, "Framfarir lögunarminnisfjölliða og samsettra þeirra í geimferðum," Smart Materials and Structures, bindi. 28, nr. 10, grein 103003, 2019.

[2] KK Patel og R. Purohit, "Bætt formminni og vélrænni eiginleikar örbylgjuframleiddra formminnifjölliða/MWCNTs samsettra efna," MateriaToday Communicationsons, bindi. 20, grein 100579, 2019.

[3] R. Matsui, K. Takeda, H. Tobushi og EA Pieczyska,"Vélrænir eiginleikar og háþróuð viðfangsefni í formminni málmblöndur og fjölliður," Journal Theoreticalcal and appliMechanics (Pólland), vol. 56, nr. 2, bls. 447–456, 2018.

[4] H. Luo, Z. Li, G. Yi o.fl., "Margvirka móttækileg kolefninanotube-laga minni fjölliða samsett efni," MaterialsLetters, bindi. 137, bls. 385–388, 2014.

[5] M. Lei, Z. Chen, H. Lu og K. Yu, "Nýlegar framfarir í samsettum formminni fjölliða: aðferðir, eiginleikar, forrit og horfur," NanotechnoloReviewsews, bindi. 8, nr. 1, bls. 327–351, 2019.

[6] ZG Wei, R. Sandstrom og S. Miyazaki, "Shape memorymaterials and hybrid composites for smart systems: part IIshape-memory blend composites," Journal of Materials Science, vol. 33, nr. 15, grein 230586, bls. 3763–3783, 1998.

[7] Y. Liu, Z. Dong, L. Yu, Y. Liu og H. Li, „Áhrif öldrunar á mótun minnisáhrifa og tæringarþol nýrrar Fe–Mn–Si-undirstaða málmblöndu,“ Journal Materials Research , bindi. 30, nr. 2, bls. 179–185, 2015.

[8] GA López, M. Barrado, EH Bocanegra, JM San Juan og M. L. Nó, "Influence of the matrix and the varma treatment on the martensitic transformation in metal matrix composites," Efnisvísindi og verkfræði A, bindi. 481-482, nei. 1-2 C, bls. 546–550, 2008.

[9] H. Farhat, R. Griffin, INA Oguocha og R. Evitts, "Könnun á tæringarhegðun FeNiCoAlTashape minni málmblöndu í 3,5 wt-% NaCl lausn," Corrosionengineering, vísindi og tækni, bindi. 53, nr. 8, bls. 611–616, 2018.

[10] AO Moghaddam, M. Ketabchi og R. Bahrami, "Kineticgrain growth, shape memory and corrosion behavior of twoCu-based shape memory alloys after thermomechanical treatment," Transactions Nonferrous Metals Society of China, vol. 23, nr. 10, bls. 2896–2904, 2013.

For more information:1950477648nn@gmail.com