Struttura Multifunzionale: I futuri sistemi dell'Aeronautica Militare verranno integrati nelle strutture dei velivoli in materiale multifunzionale con sensori incorporati e componenti di rete

Di Fouad Sabry

Cos'è la struttura multifunzionale

Il materiale multifunzione è un materiale composito. L'approccio tradizionale allo sviluppo delle strutture consiste nell'affrontare separatamente la funzione di carico e altri requisiti funzionali. Di recente, tuttavia, c'è stato un crescente interesse per lo sviluppo di materiali e strutture portanti che hanno funzioni integrali non portanti, guidato dalle recenti scoperte sul funzionamento dei sistemi biologici multifunzionali.

Come ne trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Struttura multifunzione

Capitolo 2: Materiale composito

Capitolo 3: Materiale classificato in modo funzionale

Capitolo 4: Resistività elettrica e conducibilità

Capitolo 5: Conducibilità termica

Capitolo 6: Nanotubo di carbonio

Capitolo 7: Sistema biologico

Capitolo 8: Biodegradazione

(II) Rispondere alle principali domande pubbliche sulla struttura multifunzionale.

(III) Esempi del mondo reale per l'utilizzo della struttura multifunzionale in molti campi.

(IV) 17 appendici per spiegare, brevemente, 266 tecnologie emergenti in ciascun settore per avere una comprensione completa a 360 gradi delle tecnologie delle strutture multifunzionali.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che vogliono andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di struttura multifunzionale.

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 27 gen 2022

Anteprima del libro

Altri libri dell'autore

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

3 - Robotica Agraria

4 - Sistemi Ecologici Chiusi

5 - Carni Coltivate

6 - Agricoltura Verticale

7 - Veicoli autonomi

8 - Droni autonomi

9 - Robotica autonoma

10 - Armi autonome

11 - Arcologia

12 - Stampa 4D

13 - Città a cupola

14 - Libro mastro distribuito

15 - Valuta digitale

16 - Finanza decentralizzata

17 - Macchine intelligenti

18 - Aerogel

19 - Metallo amorfo

20 - Bioplastica

21 - Polimero conduttivo

22 - Trattamento Criogenico

23 - Armatura dinamica

24 - Fullerene

25 - Grafene

26 - Laboratorio su un chip

27 - Superconduttività ad alta temperatura

28 - Nanoparticelle magnetiche

29 - Fluido magnetoreologico

30 - Microfluidica

31 - Superfluidità

32 - Metamateriale

33 - Schiuma metallica

34 - Struttura multifunzione

35 - Nanomateriali

36 - Materia programmabile

37 - Punto quantico

38 - Silicene

39 - Superlega

40 - Diamante sintetico

41 - Cristallo del Tempo

42 - Calcestruzzo traslucido

43 - Interfaccia Computer Cerebrale

44 - Intelligenza dello sciame

Serie dell'Autore

Tecnologie emergenti nel settore aerospaziale

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

Tecnologie emergenti in agricoltura

1 - Robotica Agraria

2 - Sistemi Ecologici Chiusi

3 - Carni Coltivate

4 - Agricoltura Verticale

Tecnologie emergenti nelle cose autonome

1 - Veicoli autonomi

2 - Droni autonomi

3 - Robotica autonoma

4 - Armi autonome

Tecnologie emergenti nell'edilizia

1 - Arcologia

2 - Stampa 4D

3 - Città a cupola

Tecnologie emergenti in finanza

1 - Libro mastro distribuito

2 - Valuta digitale

3 - Finanza decentralizzata

Tecnologie emergenti nell'Information Technology

1 - Macchine intelligenti

Tecnologie emergenti nella scienza dei materiali

1 - Aerogel

2 - Metallo amorfo

3 - Bioplastica

4 - Polimero conduttivo

5 - Trattamento Criogenico

6 - Armatura dinamica

7 - Fullerene

8 - Grafene

9 - Laboratorio su un chip

10 - Superconduttività ad alta temperatura

11 - Nanoparticelle magnetiche

12 - Fluido magnetoreologico

13 - Microfluidica

14 - Superfluidità

15 - Metamateriale

16 - Schiuma metallica

17 - Struttura multifunzione

18 - Nanomateriali

19 - Materia programmabile

20 - Punto quantico

21 - Silicene

22 - Superlega

23 - Diamante sintetico

24 - Cristallo del Tempo

25 - Calcestruzzo traslucido

Tecnologie emergenti nelle neuroscienze

1 - Interfaccia Computer Cerebrale

Tecnologie emergenti nella robotica

1 - Intelligenza dello sciame

Un miliardo di esperti

Struttura multifunzione

I futuri sistemi dell'Air Force saranno integrati in strutture aeree di materiali multifunzione con sensore incorporato e componenti di rete

Fouad Sabry

Diritto d’autore

Struttura multifunzione Copyright © 2021 di Fouad Sabry. Tutti i diritti riservati.

Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questo libro può essere riprodotta in qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettronico o meccanico, compresi i sistemi di archiviazione e recupero delle informazioni, senza il permesso scritto dell'autore. L'unica eccezione è da parte di un revisore, che può citare brevi estratti in una recensione.

Copertina disegnata da Fouad Sabry.

Questo libro è un'opera di finzione. Nomi, personaggi, luoghi e incidenti sono prodotti dell'immaginazione dell'autore o sono usati fittiziamente. Qualsiasi somiglianza con persone reali, vive o morte, eventi o luoghi è del tutto casuale.

Bonus

Puoi inviare un'e-mail a [e-mail] con oggetto Struttura multifunzione: i futuri sistemi dell'Aeronautica Militare saranno integrati in strutture aeree di materiali multifunzione con sensore incorporato e componenti di rete, e riceverai un'e-mail che contiene i primi capitoli di questo libro.

Fouad Sabry

Visita il sito web di 1BK all'indirizzo

www.1BKOfficial.org

Prefazione

Perché ho scritto questo libro?

La storia della scrittura di questo libro è iniziata nel 1989, quando ero uno studente della Scuola Secondaria degli Studenti Avanzati.

È notevolmente simile alle scuole STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica), che sono ora disponibili in molti paesi avanzati.

STEM è un curriculum basato sull'idea di educare gli studenti in quattro discipline specifiche - scienza, tecnologia, ingegneria e matematica - in un approccio interdisciplinare e applicato. Questo termine è in genere usato per affrontare una politica educativa o una scelta di curriculum nelle scuole. Ha implicazioni per lo sviluppo della forza lavoro, le preoccupazioni per la sicurezza nazionale e la politica di immigrazione.

C'era una lezione settimanale in biblioteca, dove ogni studente è libero di scegliere qualsiasi libro e leggere per 1 ora. L'obiettivo della classe è quello di incoraggiare gli studenti a leggere materie diverse dal curriculum educativo.

In biblioteca, mentre guardavo i libri sugli scaffali, ho notato libri enormi, per un totale di 5.000 pagine in 5 parti. Il nome del libro è The Encyclopedia of Technology, che descrive tutto ciò che ci circonda,f rom zero assoluto ai semiconduttori, quasi ogni tecnologia, a quel tempo, è stata spiegata con illustrazioni colorate e parole semplici. Ho iniziato a leggere l'enciclopedia e, naturalmente, non sono stato in grado di finirla nella lezione settimanale di 1 ora.

Così, ho convinto mio padre a comprare l'enciclopedia. Mio padre ha comprato tutti gli strumenti tecnologici per me all'inizio della mia vita, il primo computer e la prima enciclopedia tecnologica, ed entrambi hanno un grande impatto su di me e sulla mia carriera.

Ho finito l'intera enciclopedia nelle stesse vacanze estive di quest'anno, e poi ho iniziato a vedere come funziona l'universo e come applicare quella conoscenza ai problemi quotidiani.

La mia passione per la tecnologia è iniziata più di 30 anni fa e ancora il viaggio continua.

Questo libro fa parte di The Encyclopedia of Emerging Technologies che è il mio tentativo di dare ai lettori la stessa straordinaria esperienza che ho avuto quando ero al liceo, ma invece delle tecnologie del²⁰ ° secolo, sono più interessatoalle tecnologie emergenti del 21° secolo, alle applicazioni e alle soluzioni industriali.

The Encyclopedia of Emerging Technologies sarà composta da 365 libri, ogni libro sarà incentrato su una singola tecnologia emergente. Puoi leggere l'elenco delle tecnologie emergenti e la loro categorizzazione per settore nella parte di Coming Soon, alla fine del libro.

365 libri per dare ai lettori la possibilità di aumentare le loro conoscenze su una singola tecnologia emergente ogni giorno nel corso di un anno.

Introduzione

Come ho scritto questo libro?

In ogni libro di The Encyclopedia of Emerging Technologies, sto cercando di ottenere intuizioni di ricerca istantanee e grezze, direttamente dalle menti delle persone, cercando di rispondere alle loro domande sulla tecnologia emergente.

Ci sono 3 miliardi di ricerche su Google ogni giorno e il 20% di queste non è mai stato visto prima. Sono come una linea diretta con i pensieri della gente.

A volte è Come faccio a rimuovere l'inceppamento della carta. Altre volte, sono le paure strazianti e le brame segrete che oserebbero solo condividere con Google.

Nella mia ricerca per scoprire una miniera d'oro non sfruttata di idee di contenuto su Struttura multifunzione, uso molti strumenti per ascoltare i dati di completamento automatico dai motori di ricerca come Google, quindi estraggo rapidamente ogni frase e domanda utile, le persone chiedono intorno alla parola chiave Struttura multifunzione.

È una miniera d'oro di intuizioni delle persone, che posso usare per creare contenuti, prodotti e servizi freschi e ultra-utili. Le persone gentili, come te, vogliono davvero.

Le ricerche di persone sono il set di dati più importante mai raccolto sulla psiche umana. Pertanto, questo libro è un prodotto live, e costantemente aggiornato da sempre più risposte a nuove domande sulla Struttura Multifunzione, poste da persone, proprio come te e me, che si interrogano su questa nuova tecnologia emergente e vorrebbero saperne di più.

L'approccio per scrivere questo libro è quello di ottenere un livello più profondo di comprensione di come le persone cercano intorno a Struttura multifunzione, rivelando domande e domande che non penserei necessariamente dalla cima della mia testa, e rispondendo a queste domande in parole super facili e digeribili, e per navigare nel libro in modo semplice.

Quindi, quando si tratta di scrivere questo libro, mi sono assicurato che sia il più ottimizzato e mirato possibile. Lo scopo di questo libro è aiutare le persone a comprendere ulteriormente e far crescere le loro conoscenze sulla Struttura multifunzione. Sto cercando di rispondere alle domande delle persone il più vicino possibile e mostrando molto di più.

È un modo fantastico e bello per esplorare domande e problemi che i popoli hanno e rispondere direttamente, e aggiungere intuizione, convalida e creatività al contenuto del libro - anche presentazioni e proposte. Il libro scopre aree ricche, meno affollate e talvolta sorprendenti della domanda di ricerca che altrimenti non raggiungerei. Non c'è dubbio che, si prevede di aumentare la conoscenza delle menti dei potenziali lettori, dopo aver letto il libro utilizzando questo approccio.

Ho applicato un approccio unico per rendere il contenuto di questo libro sempre fresco. Questo approccio dipende dall'ascolto delle menti delle persone, utilizzando gli strumenti di ascolto della ricerca. Questo approccio mi ha aiutato a:

Incontra i lettori esattamente dove si trovano, in modo da poter creare contenuti pertinenti che colpiscano un accordo e portino a una maggiore comprensione dell'argomento.

Tieni il dito saldamente sul polso, in modo da poter ricevere aggiornamenti quando le persone parlano di questa tecnologia emergente in modi nuovi e monitorare le tendenze nel tempo.

Scopri tesori nascosti di domande hai bisogno di risposte sulla tecnologia emergente per scoprire intuizioni inaspettate e nicchie nascoste che aumentano la pertinenza del contenuto e gli danno un vantaggio vincente.

Smetti di perdere tempo in gutfeel e congetture sul contenuto desiderato dai lettori e riempi il contenuto del libro con ciò di cui le persone hanno bisogno e dì addio alle infinite idee di contenuto basate su speculazioni.

Prendi decisioni solide e prendi meno rischi, per ottenere posti in prima fila su ciò che le persone vogliono leggere e vogliono sapere - in tempo reale - e utilizzare i dati di ricerca per prendere decisioni audaci, su quali argomenti includere e quali argomenti escludere.

Semplifica la produzione dei miei contenuti per identificare le idee di contenuto senza dover setacciare manualmente le singole opinioni per risparmiare giorni e persino settimane di tempo.

È meraviglioso aiutare le persone ad aumentare le loro conoscenze in modo diretto semplicemente rispondendo alle loro domande.

Penso che l'approccio di scrittura di questo libro sia unico in quanto raccoglie e tiene traccia delle domande importanti poste dai lettori sui motori di ricerca.

Riconoscimenti

Scrivere un libro è più difficile di quanto pensassi e più gratificante di quanto avrei mai potuto immaginare. Niente di tutto questo sarebbe stato possibile senza il lavoro svolto da prestigiosi ricercatori, e vorrei riconoscere i loro sforzi per aumentare la conoscenza del pubblico su questa tecnologia emergente.

Dedica

Per gli illuminati, quelli che vedono le cose in modo diverso, e vogliono che il mondo sia migliore - non amano lo status quo o lo stato esistente. Puoi essere troppo in disaccordo con loro, e puoi discutere con loro ancora di più, ma non puoi ignorarli, e non puoi sottovalutarli, perché cambiano sempre le cose ... spingono la razza umana in avanti, e mentre alcuni possono vederli come pazzi o dilettanti, altri vedono genio e innovatori, perché quelli che sono abbastanza illuminati da pensare di poter cambiare il mondo, sono quelli che lo fanno, e conducono le persone all'illuminazione.

Epigrafe

Il materiale multifunzione è un materiale composito. L'approccio tradizionale allo sviluppo delle strutture consiste nell'affrontare separatamente la funzione di loadcarrying e altri requisiti funzionali. Recentemente, tuttavia, c'è stato un crescente interesse per lo sviluppo di materiali e strutture portanti che hanno funzioni integrali non portanti, guidato da recenti scoperte su come funzionano i sistemi biologici multifunzionali.

Sommario

Struttura multifunzione

Altri libri dell'autore

Serie dell'Autore

Struttura multifunzione

Diritto d’autore

Bonus

Prefazione

Introduzione

Riconoscimenti

Dedica

Epigrafe

Sommario

Capitolo 1: Struttura multifunzione

Capitolo 2: Materiali compositi

Capitolo 3: Materiale funzionalmente graduato

Capitolo 4: Resistività elettrica e conducibilità

Capitolo 5: Conducibilità termica

Capitolo 6: Nanotubo di carbonio

Capitolo 7: Sistema biologico

Capitolo 8: Biodegradazione

Epilogo

Informazioni sull'autore

Prossimamente

Appendici: Tecnologie emergenti in ogni settore

Capitolo 1: Struttura multifunzione

Un materiale composito è un materiale multifunzione. L'approccio abituale allo sviluppo della struttura è quello di affrontare separatamente il loadcarrying e altre esigenze funzionali. Tuttavia, recenti scoperte sul funzionamento dei sistemi biologici multifunzionali hanno suscitato un rinnovato interesse per lo sviluppo di materiali e strutture portanti con funzionalità integrate non portanti.

Introduzione

È stato difficile realizzare un miglioramento simultaneo in numerose funzioni strutturali con materiali strutturali convenzionali, ma il crescente uso di materiali compositi è stato motivato in parte dalla promessa di tali progressi. Le funzioni meccaniche, elettriche e termiche sono esempi di multifunzione. I materiali a matrice polimerica, che sono tipicamente conduttori deboli, sono impiegati nella maggior parte dei compositi. Una maggiore conduttività potrebbe essere realizzata, ad esempio, rafforzando il composito con nanotubi di carbonio.

Funzioni

Conducibilità elettrica/termica, rilevamento e attuazione, energy harvesting/storage, capacità di autoriparazione, schermatura EMI, riciclabilità e biodegradabilità sono solo alcuni dei vari compiti che possono essere raggiunti. Vedi anche materiali funzionalmente graduati, che sono materiali compositi in cui la composizione o la microstruttura viene modificata localmente al fine di ottenere una variazione specificata nelle proprietà locali del materiale. I materiali classificati funzionalmente, d'altra parte, possono essere sviluppati per determinate funzioni e applicazioni.

Esistono molti usi, tra cui ali di aeromobili riconfigurabili, pannelli aerodinamici che cambiano forma per il controllo del flusso, scarichi del motore a geometria variabile, pale di turbine e configurazioni di turbine eoliche a varie velocità del vento. Sistemi microelettromeccanici (microinterruttori), celle di memoria meccaniche, valvole, micropompe, posizione del pannello di direzione regolabile nelle celle solari e architettura creativa sono tutti esempi di architettura innovativa (pannelli di forma adattiva per tetti e finestre), gadget elettronici flessibili e pieghevoli, nonché ottiche (specchi che cambiano forma per la messa a fuoco attiva nei sistemi ottici adattivi)

{Fine Capitolo 1}

References

A review of recent research on mechanics of multifunctional composite, Journal of Composite Structures 92 (2010) 2793–2810

Sensors and actuators based on carbon nanotubes and their composite J. Composites Science and Technology 68 (2008) 1227–1249

Challenges and opportunities in multifunctional nanocomposite structures for aerospace applications. MRS Bull 2007;32(4):324-34

O. Kolednik, Functionally Graded Materials, 2008 Archived 2010-08-20 at the Wayback Machine

Capitolo 2: Materiali compositi

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Una fibra di carbonio nera (utilizzata come componente di rinforzo) rispetto a un capello umano

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I compositi sono creati combinando diversi materiali per creare una struttura complessiva con qualità che differiscono dai singoli componenti.

Un materiale composito (chiamato anche materiale di composizione o abbreviato in composito, che è il nome comune) è un materiale prodotto da due o più materiali costitutivi. Questi materiali costitutivi hanno proprietà chimiche o fisiche notevolmente dissimili e sono fusi per creare un materiale con proprietà diverse dai singoli elementi. All'interno della struttura finita, i singoli elementi rimangono separati e distinti, distinguendo i compositi dalle miscele e dalle soluzioni solide.

I tipici materiali compositi ingegnerizzati includono:

Cemento armato e muratura

Legno composito come il compensato

Materie plastiche rinforzate, come polimero rinforzato con fibre o fibra di vetro

Compositi a matrice ceramica (matrici ceramiche e metalliche composite)

Compositi a matrice metallica

e altri materiali compositi avanzati

Ci sono diversi motivi per cui il materiale fresco può essere preferito. I materiali meno costosi, più leggeri, più resistenti o più durevoli dei materiali ordinari sono esempi comuni.

Più recentemente i ricercatori hanno anche iniziato a includere attivamente il rilevamento, l'attuazione, il calcolo e la comunicazione nei compositi, che sono noti come materiali robotici.

I materiali compositi sono generalmente utilizzati per edifici, ponti e strutture come scafi di barche, pannelli di piscine, carrozzerie di auto da corsa, box doccia, vasche da bagno, serbatoi di stoccaggio, granito imitazione e lavandini e controsoffitti in marmo coltivato. Sono anche sempre più utilizzati nelle applicazioni automobilistiche generali.

Gli esempi più avanzati sono utilizzati su astronavi e aerei in condizioni difficili su base regolare.

Storia

I primi materiali compositi sono stati sviluppati combinando paglia e fango per formare mattoni per la costruzione di edifici. Le pitture tombali egiziane attestano l'antica pratica di produrre mattoni.

Wattle and daub è uno dei materiali compositi più antichi, con oltre 6000 anni di età. Il calcestruzzo è anche un materiale composito e viene utilizzato più di qualsiasi altro materiale sintetico al mondo. A partire dal 2006, circa 7,5 miliardi di metri cubi di calcestruzzo vengono realizzati ogni