Simulic
Bahasa Indonesia

Material cerdas dan modern – termokromik, fotokromik, paduan memori bentuk, grafena, busa logam, titanium, serat karbon

TeknologiTeknik mesinUsia 16–17

Memuat…

Gunakan di kelas saya ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Laboratorium virtual: panaskan atau dinginkan pigmen termokromik, kristal cair termokromik dan kawat nitinol, lalu sinari lensa fotokromik dengan sinar UV; amati grafik terhadap waktu dan catat hasilnya dalam tabel. Bandingkan massa jenis, kekuatan, kekakuan, konduktivitas listrik dan termal serta biaya grafena, nanotube karbon, komposit serat karbon, paduan titanium, busa aluminium dan nitinol dengan aluminium dan baja. Selesaikan enam tugas desain dengan memilih bahan dan komponen, lalu dapatkan umpan balik untuk setiap persyaratan.

Pelajaran: Material modern dan cerdas: material cerdas, nanomaterial dan komposit

Yang ditunjukkan

Material cerdas mengubah salah satu sifatnya ketika lingkungannya berubah dan kembali seperti semula ketika rangsangan hilang. Pigmen termokromik berubah warna pada suhu tertentu; pigmen fotokromik menggelap di bawah sinar ultraviolet; paduan memori bentuk seperti nitinol dapat dibengkokkan saat dingin dan kembali ke bentuk yang diingatnya bila dipanaskan di atas suhu transformasinya. Material modern dikembangkan untuk kinerja tinggi: grafena dan nanotube karbon sangat kuat dan konduktif pada skala nano, komposit serat karbon dan paduan titanium kuat untuk bobotnya, dan busa logam sangat ringan serta meredam benturan.

Cara menggunakan

Di Laboratorium, pilih Sampel, atur Suhu pelat dan Lampu UV, lalu geser Suhu perubahan warna atau Suhu transformasi Af. Tekan Bengkokkan kawat, lalu panaskan. Tekan Catat hasil untuk menambah baris tabel. Di Bandingkan material, pilih Sifat lalu ketuk sebuah batang. Di Tugas desain, pilih Tugas, Bahan utama dan Komponen tambahan.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar Laboratorium, Bandingkan material, Tugas desain
  • Sampel Pigmen termokromik, Kristal cair termokromik, Pigmen fotokromik, Kawat memori bentuk (nitinol)
  • Suhu pelat panas/dingin -10–100 °C
  • Intensitas lampu UV 0–100 %
  • Suhu perubahan warna pigmen 15–45 °C
  • Suhu transformasi Af nitinol 20–90 °C
  • Kecepatan simulasi ×1 (waktu nyata), ×5, ×20
  • Sifat yang dibandingkan Massa jenis, Kekuatan tarik, Kekakuan (modulus Young), Kekuatan spesifik, Konduktivitas listrik, Konduktivitas termal, Biaya relatif
  • Tugas desain Bebek penanda suhu air mandi, Kacamata adaptif cahaya, Pembuka jendela rumah kaca, Rangka sepeda balap, Kotak penyerap tabrakan mobil, Elektroda layar lipat
  • Bahan utama Pigmen termokromik dalam plastik, Pigmen fotokromik dalam plastik bening, Nitinol (paduan memori bentuk), Grafena, Nanotube karbon, Komposit serat karbon (CFRP), Paduan titanium, Busa aluminium, Paduan aluminium, Baja karbon rendah, Polikarbonat (plastik biasa)
  • Komponen tambahan Tidak ada, Termistor + LED + baterai, Sensor cahaya + lapisan LCD + baterai, Termistor + motor + baterai, Pegas balik dari baja

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa pembuka jendela rumah kaca dari nitinol memerlukan pegas balik untuk menutup jendela lagi?
  2. Mengapa kacamata fotokromik kurang menggelap di dalam mobil dan pada hari yang panas?
  3. Grafena sangat kuat, jadi mengapa rangka sepeda tidak dibuat dari grafena?

Simulasi terkait