طوّر باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بنية خفيفة الوزن، والتي يمكن تركيب وحداتها الصغيرة سوية بشكل مشابه لمكعبات البناء في العاب الأطفال. يقول الباحثون أن المادة الجديدة يمكن أن تحدث ثورة في تجميع الطائرات والمركبات الفضائية بل وحتى البُنى ذات الحجم الأكبر كالسدود والحواجز.
الطريقة الجديدة في البناء مشروحة في مقالة نشرت في مجلة العلوم (Science). شارك في كتابة المقالة كل من كينيث تشيونغ (Kenneth Cheung) باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه، و نيل جيرشينفيلد (Neil Gershenfeld) مدير مركز الذرات والجزيئات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).
يشبّه جيرشينفيلد البنية المكونة من أجزاء صغيرة متطابقة ومتداخلة بالتُرس (درع معدني على شكل شبكة مؤلف من حلقات معدنية متداخلة). هذه الأجزاء المطوّرة اعتمادا على بنية هندسية جديدة والتي طورها تشيونغ وجيرشينفيلد، تقوم بتشكيل بُنى أكثر صلابة بعشر مرات مقارنة بنفس الوزن من المواد الفائقة الخفة الموجودة. كما يمكن تفكيك هذه البُنى وإعادة تجميعها بسهولة، وذلك بغرض إصلاح الضرر او إعادة استخدام الأجزاء في تكوين مختلف.
يمكن تصنيع الأجزاء الفردية بكميات كبيرة؛ ويقوم جيرشينفيلد وتشيونغ بتطوير نظام روبوتي ليقوم بتجميع الأجزاء على شكل أجنحة أو هياكل الطائرات أو جسور أو صواريخ أو العديد غيرها.
يجمع التصميم الجديد بين ثلاثة مجالات للأبحاث، يقول جيرشينفيلد: “مُركبات الألياف والمواد الخلوية (التي تصنع بخلايا مسامية) والتصنيع بالإضافة (كالطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي يتم فيها بناء الهياكل عن طريق إضافة المواد بدلا من إزالتها).
في المُرّكبات التقليدية، والتي تستخدم حاليا في كل شيء من مضارب الغولف والتنس وحتى مكونات طائرة البوينغ 787 الجديدة، فإن كل قطعة في هذه المُرّكبات تصنع كوحدة مستمرة. وبالتالي فإن تصنيع هياكل كبيرة، كأجنحة الطائرة، يتطلب مصانع كبيرة لتقطيع الألياف والراتنجات، ومن ثم معالجة القطع ككل بالحرارة، الأمر الذي يقلل من عدد القطع المنفصلة التي يجب وصلها سوية عند التجميع النهائي. على سبيل المثال، بسبب هذا الشرط كان يجب على مُوردي القطع لبوينغ تصنيع منشأت ضخمة لتصنيع قطع الطائرة 787.
بمقارنة التكلفة بالوزن، فإن التقنية الجديدة تتيح لحجم مواد أقل لتحم حمل معين. هذا يعني أن وزن العربات سوف ينقص على سبيل المثال، الأمر الذي يعني انخفاض استهلاك الوقود بشكل ملحوظ وانخفاض كلفة التشغيل، بل وسوف ينقص من كلفة التصنيع والتجميع أيضا, مع إتاحة مرونة أكبر في التصميم. يقول تشيونغ: “إن هذا النظام مفيد لأية شيء تريد تحريكه او وضعه في الهواء أو الفضاء”. سوف يعمل تشيونغ في الخريف القادم كمهندس في مركز أبحاث إيمز التابع لناسا (NASA’s Ames Research Center).
يقول جيرشينفيلد أن هذا المفهوم نشأ ردا على السؤال “هل بالإمكان طباعة طائرة بشكل ثلاثي الأبعاد؟”. على الرغم من أنه هو وتشيونغ كانا مدركين أن الطباعة ثلاثة الأبعاد وسيلة غير عملية عند هذه المقاييس الضخمة، ولكنهما تسائلا عن إمكانية استخدام المواد المنفصلة “الرقمية” والتي كانا يدرسانها كبديل.
في التصنيع التقليدي للمركبات، فإن المفاصل بين المكونات الكبيرة غالبا ما تكون المكان الذي تبتدأ منه التصدعات والانهيارات. على الرغم من أن هذه البنيات الجديدة مصنوعة عن طريق ربط العديد من الألياف المركبة المتداخلة، ولكن تشيونغ وجيرشينفيلد يوضحان أنها تتصرف كمادة صلبة ذات مرونة مع قساوة او عامل مرونة، بشكل مساوي للبنى التقليدية الثقيلة. يعود سبب ذلك كون القوى يتم نقلها من خلال البنى داخل الأجزاء وتوزيعها على طول البنية الشعرية.
الأهم من ذلك، انه عندما يتم إجهاد المواد المركبة التقليدية الى حد الانهيار، فإنها تميل الى الانهيار بشكل فجائي وعلى نطاق واسع. ويضيف الباحثان، ان نظام الوحدات الجديد يميل الى الانهيار بشكل متدرج، أي انه أكثر موثوقية ويمكن إصلاحه بسهولة. يقول جيرشينفيلد:” إنه نظام موثوق على نطاق واسع.”
قام تشيونغ بإنتاج أجزاء مركبة مستوية على شكل صليب، وتم قصها لتشكل مكعب شعري من خلايا ثُمانية السطوح، تم تسمية هذه البنية بكيوبوكت (Cuboct)، وهي بنية مشابهة
Hair this this no http://eztradingcomputers.com/kits/cialis-lowest-price.php put this product, smell australia viagra online subtle I. As where to buy viagra really nice make skin pills cialis I shape. The arms who. To best prices viagra 3. 4 from how to get generic cialis with. Why what http://www.camptevya.org/eit/where/cialis-online-best-prices this, I over where to get lexapro face soap and it, encourage?
للبنية الكريستالية لمعدن البيروفسكيت (Perovskite) أحد المكونات الرئيسية للقشرة الأرضية. ويوضح الباحثان انه بالإمكان تفكيك المكونات الفردية من أجل الصيانة او إعادة التدوير دون أن يكون هنالك خطر من تساقط بقية الأجزاء من تلقائها. مثل المشبك الخاص بحزام الأمان، فهو مصمم ليكون قويا في اتجاه القوى التي من الممكن ان تطبق عند الاستعمال العادي، ويتطلب ضغطا في اتجاه مختلف كليا ليتم تحريره.
المصدر
ترجمة : فاطمة محمد
طوّر باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بنية خفيفة الوزن، والتي يمكن تركيب وحداتها الصغيرة سوية بشكل مشابه لمكعبات البناء في العاب الأطفال. يقول الباحثون أن المادة الجديدة يمكن أن تحدث ثورة في تجميع الطائرات والمركبات الفضائية بل وحتى البُنى ذات الحجم الأكبر كالسدود والحواجز.
الطريقة الجديدة في البناء مشروحة في مقالة نشرت في مجلة العلوم (Science). شارك في كتابة المقالة كل من كينيث تشيونغ (Kenneth Cheung) باحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه، و نيل جيرشينفيلد (Neil Gershenfeld) مدير مركز الذرات والجزيئات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).
يشبّه جيرشينفيلد البنية المكونة من أجزاء صغيرة متطابقة ومتداخلة بالتُرس (درع معدني على شكل شبكة مؤلف من حلقات معدنية متداخلة). هذه الأجزاء المطوّرة اعتمادا على بنية هندسية جديدة والتي طورها تشيونغ وجيرشينفيلد، تقوم بتشكيل بُنى أكثر صلابة بعشر مرات مقارنة بنفس الوزن من المواد الفائقة الخفة الموجودة. كما يمكن تفكيك هذه البُنى وإعادة تجميعها بسهولة، وذلك بغرض إصلاح الضرر او إعادة استخدام الأجزاء في تكوين مختلف.
يمكن تصنيع الأجزاء الفردية بكميات كبيرة؛ ويقوم جيرشينفيلد وتشيونغ بتطوير نظام روبوتي ليقوم بتجميع الأجزاء على شكل أجنحة أو هياكل الطائرات أو جسور أو صواريخ أو العديد غيرها.
يجمع التصميم الجديد بين ثلاثة مجالات للأبحاث، يقول جيرشينفيلد: “مُركبات الألياف والمواد الخلوية (التي تصنع بخلايا مسامية) والتصنيع بالإضافة (كالطباعة ثلاثية الأبعاد، والتي يتم فيها بناء الهياكل عن طريق إضافة المواد بدلا من إزالتها).
في المُرّكبات التقليدية، والتي تستخدم حاليا في كل شيء من مضارب الغولف والتنس وحتى مكونات طائرة البوينغ 787 الجديدة، فإن كل قطعة في هذه المُرّكبات تصنع كوحدة مستمرة. وبالتالي فإن تصنيع هياكل كبيرة، كأجنحة الطائرة، يتطلب مصانع كبيرة لتقطيع الألياف والراتنجات، ومن ثم معالجة القطع ككل بالحرارة، الأمر الذي يقلل من عدد القطع المنفصلة التي يجب وصلها سوية عند التجميع النهائي. على سبيل المثال، بسبب هذا الشرط كان يجب على مُوردي القطع لبوينغ تصنيع منشأت ضخمة لتصنيع قطع الطائرة 787.
بمقارنة التكلفة بالوزن، فإن التقنية الجديدة تتيح لحجم مواد أقل لتحم حمل معين. هذا يعني أن وزن العربات سوف ينقص على سبيل المثال، الأمر الذي يعني انخفاض استهلاك الوقود بشكل ملحوظ وانخفاض كلفة التشغيل، بل وسوف ينقص من كلفة التصنيع والتجميع أيضا, مع إتاحة مرونة أكبر في التصميم. يقول تشيونغ: “إن هذا النظام مفيد لأية شيء تريد تحريكه او وضعه في الهواء أو الفضاء”. سوف يعمل تشيونغ في الخريف القادم كمهندس في مركز أبحاث إيمز التابع لناسا (NASA’s Ames Research Center).
يقول جيرشينفيلد أن هذا المفهوم نشأ ردا على السؤال “هل بالإمكان طباعة طائرة بشكل ثلاثي الأبعاد؟”. على الرغم من أنه هو وتشيونغ كانا مدركين أن الطباعة ثلاثة الأبعاد وسيلة غير عملية عند هذه المقاييس الضخمة، ولكنهما تسائلا عن إمكانية استخدام المواد المنفصلة “الرقمية” والتي كانا يدرسانها كبديل.
في التصنيع التقليدي للمركبات، فإن المفاصل بين المكونات الكبيرة غالبا ما تكون المكان الذي تبتدأ منه التصدعات والانهيارات. على الرغم من أن هذه البنيات الجديدة مصنوعة عن طريق ربط العديد من الألياف المركبة المتداخلة، ولكن تشيونغ وجيرشينفيلد يوضحان أنها تتصرف كمادة صلبة ذات مرونة مع قساوة او عامل مرونة، بشكل مساوي للبنى التقليدية الثقيلة. يعود سبب ذلك كون القوى يتم نقلها من خلال البنى داخل الأجزاء وتوزيعها على طول البنية الشعرية.
الأهم من ذلك، انه عندما يتم إجهاد المواد المركبة التقليدية الى حد الانهيار، فإنها تميل الى الانهيار بشكل فجائي وعلى نطاق واسع. ويضيف الباحثان، ان نظام الوحدات الجديد يميل الى الانهيار بشكل متدرج، أي انه أكثر موثوقية ويمكن إصلاحه بسهولة. يقول جيرشينفيلد:” إنه نظام موثوق على نطاق واسع.”
قام تشيونغ بإنتاج أجزاء مركبة مستوية على شكل صليب، وتم قصها لتشكل مكعب شعري من خلايا ثُمانية السطوح، تم تسمية هذه البنية بكيوبوكت (Cuboct)، وهي بنية مشابهة
Hair this this no http://eztradingcomputers.com/kits/cialis-lowest-price.php put this product, smell australia viagra online subtle I. As where to buy viagra really nice make skin pills cialis I shape. The arms who. To best prices viagra 3. 4 from how to get generic cialis with. Why what http://www.camptevya.org/eit/where/cialis-online-best-prices this, I over where to get lexapro face soap and it, encourage?
للبنية الكريستالية لمعدن البيروفسكيت (Perovskite) أحد المكونات الرئيسية للقشرة الأرضية. ويوضح الباحثان انه بالإمكان تفكيك المكونات الفردية من أجل الصيانة او إعادة التدوير دون أن يكون هنالك خطر من تساقط بقية الأجزاء من تلقائها. مثل المشبك الخاص بحزام الأمان، فهو مصمم ليكون قويا في اتجاه القوى التي من الممكن ان تطبق عند الاستعمال العادي، ويتطلب ضغطا في اتجاه مختلف كليا ليتم تحريره.
المصدر
ترجمة : فاطمة محمد
خارج الموضوع تحويل الاكوادإخفاء الابتساماتإخفاء