Fonksiyonel Özelliklere Sahip Akıllı Malzemelerin İncelenmesi
Abstract views: 0
/ 
PDF downloads: 3
Keywords:
Elektroaktif Polimerler, Şekil Hafızalı Malzemeler, Faz Değişim Malzemeleri, Akıllı HidrojellerAbstract
Akıllı malzemeler, dış uyaranlara dinamik tepkiler verebilme yetenekleriyle bilim ve mühendislik
alanlarında devrim yaratmaktadır. Bu bildiride, dört önemli akıllı malzeme sınıfı ele alınmaktadır:
elektroaktif polimerler (EAP), şekil hafızalı malzemeler (SMM), faz değişim malzemeleri (PCM) ve akıllı
hidrojeller. Elektroaktif polimerler, elektriksel uyaranlara mekanik yanıt verebilme özellikleriyle
sensörlerden aktüatörlere kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Şekil hafızalı malzemeler, termal
veya mekanik uyaranlara tepki olarak orijinal şekillerine geri dönebilme kabiliyetleri sayesinde tıp,
havacılık ve robotik gibi alanlarda kritik bir rol oynamaktadır. Faz değişim malzemeleri, enerji depolama
ve ısı yönetimi uygulamalarında termal denge sağlama özellikleriyle öne çıkmaktadır. Akıllı hidrojeller
ise biyomedikal cihazlardan çevresel sensörlere kadar geniş bir kullanım yelpazesine sahip, uyarlanabilir
ve çok fonksiyonlu yapılarıyla dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, bu malzeme türlerinin temel özellikleri,
çalışma mekanizmaları ve endüstriyel uygulamaları derinlemesine incelenmiştir. Ayrıca, her bir sınıfın
mevcut zorlukları ve gelecekteki gelişim potansiyelleri de tartışılmıştır. Akıllı malzemeler alanındaki bu
kapsamlı analiz, sürdürülebilirlik, enerji verimliliği ve yüksek performanslı sistemlerin geliştirilmesine
yönelik yeni fırsatlar sunmaktadır.
Downloads
References
Y. Bar-Cohen, K. J. Kim, H. R. Choi, and J. D. W. Madden, ‘Electroactive polymer materials’, Smart Mater. Struct., vol. 16, no. 2, p. E01, Apr. 2007, doi: 10.1088/0964-1726/16/2/E01.
F. Carpi, R. Kornbluh, P. Sommer-Larsen, and G. Alici, ‘Electroactive polymer actuators as artificial muscles: are they ready for bioinspired applications?’, Bioinspir. Biomim., vol. 6, no. 4, p. 045006, Nov. 2011, doi: 10.1088/1748-3182/6/4/045006.
A. V. Maksimkin, T. Dayyoub, D. V. Telyshev, and A. Y. Gerasimenko, ‘Electroactive Polymer-Based Composites for Artificial Muscle-like Actuators: A Review’, Nanomaterials, vol. 12, no. 13, Art. no. 13, Jan. 2022, doi: 10.3390/nano12132272.
A. F. Kanaan, A. C. Pinho, and A. P. Piedade, ‘Electroactive Polymers Obtained by Conventional and Non-Conventional Technologies’, Polymers, vol. 13, no. 16, Art. no. 16, Jan. 2021, doi: 10.3390/polym13162713.
D. J. Hartl and D. C. Lagoudas, ‘Aerospace applications of shape memory alloys’, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, vol. 221, no. 4, pp. 535–552, Apr. 2007, doi: 10.1243/09544100JAERO211.
Y. Xia, Y. He, F. Zhang, Y. Liu, and J. Leng, ‘A Review of Shape Memory Polymers and Composites: Mechanisms, Materials, and Applications’, Advanced Materials, vol. 33, no. 6, p. 2000713, 2021, doi: 10.1002/adma.202000713.
N. Zhang and M. Asle Zaeem, ‘Nanoscale self-healing mechanisms in shape memory ceramics’, npj Comput Mater, vol. 5, no. 1, pp. 1–8, May 2019, doi: 10.1038/s41524-019-0194-z.
F. Li, Y. Liu, and J. Leng, ‘Progress of shape memory polymers and their composites in aerospace applications’, Smart Mater. Struct., vol. 28, no. 10, p. 103003, Sep. 2019, doi: 10.1088/1361-665X/ab3d5f.
K. K. Alaneme and E. A. Okotete, ‘Reconciling viability and cost-effective shape memory alloy options – A review of copper and iron based shape memory metallic systems’, Engineering Science and Technology, an International Journal, vol. 19, no. 3, pp. 1582–1592, Sep. 2016, doi: 10.1016/j.jestch.2016.05.010.
R. Sarvari et al., ‘Shape-memory materials and their clinical applications’, International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials, vol. 71, no. 5, pp. 315–335, Mar. 2022, doi: 10.1080/00914037.2020.1833010.
A. Biesiekierski, J. Wang, M. Abdel-Hady Gepreel, and C. Wen, ‘A new look at biomedical Ti-based shape memory alloys’, Acta Biomaterialia, vol. 8, no. 5, pp. 1661–1669, May 2012, doi: 10.1016/j.actbio.2012.01.018.
N. Sharma, T. Raj, and K. K. Jangra, ‘Parameter optimization and experimental study on wire electrical discharge machining of porous Ni40Ti60 alloy’, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, vol. 231, no. 6, pp. 956–970, May 2017, doi: 10.1177/0954405415577710.
R. J. H. Wanhill and B. Ashok, ‘Shape Memory Alloys (SMAs) for Aerospace Applications’, in Aerospace Materials and Material Technologies : Volume 1: Aerospace Materials, N. E. Prasad and R. J. H. Wanhill, Eds., Singapore: Springer, 2017, pp. 467–481. doi: 10.1007/978-981-10-2134-3_21.
M. Balasubramanian, R. Srimath, L. Vignesh, and S. Rajesh, ‘Application of shape memory alloys in engineering – A review’, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 2054, no. 1, p. 012078, Oct. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2054/1/012078.
J. Mohd Jani, M. Leary, A. Subic, and M. A. Gibson, ‘A review of shape memory alloy research, applications and opportunities’, Materials & Design (1980-2015), vol. 56, pp. 1078–1113, Apr. 2014, doi: 10.1016/j.matdes.2013.11.084.
G. Costanza and M. E. Tata, ‘Shape Memory Alloys for Aerospace, Recent Developments, and New Applications: A Short Review’, Materials, vol. 13, no. 8, Art. no. 8, Jan. 2020, doi: 10.3390/ma13081856.
S. Wu, T. Yan, Z. Kuai, and W. Pan, ‘Thermal conductivity enhancement on phase change materials for thermal energy storage: A review’, Energy Storage Materials, vol. 25, pp. 251–295, Mar. 2020, doi: 10.1016/j.ensm.2019.10.010.
B. Nie, A. Palacios, B. Zou, J. Liu, T. Zhang, and Y. Li, ‘Review on phase change materials for cold thermal energy storage applications’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 134, p. 110340, Dec. 2020, doi: 10.1016/j.rser.2020.110340.
L. Yang, X. Jin, Y. Zhang, and K. Du, ‘Recent development on heat transfer and various applications of phase-change materials’, Journal of Cleaner Production, vol. 287, p. 124432, Mar. 2021, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.124432.
X. Zhang, Q. Shi, L. Luo, Y. Fan, Q. Wang, and G. Jia, ‘Research Progress on the Phase Change Materials for Cold Thermal Energy Storage’, Energies, vol. 14, no. 24, Art. no. 24, Jan. 2021, doi: 10.3390/en14248233.
Y. Zhang and B. M. Wu, ‘Current Advances in Stimuli-Responsive Hydrogels as Smart Drug Delivery Carriers’, Gels, vol. 9, no. 10, Art. no. 10, Oct. 2023, doi: 10.3390/gels9100838.
M. J. Ansari et al., ‘Poly(N-isopropylacrylamide)-Based Hydrogels for Biomedical Applications: A Review of the State-of-the-Art’, Gels, vol. 8, no. 7, Art. no. 7, Jul. 2022, doi: 10.3390/gels8070454.
D. Jiao, Q. L. Zhu, C. Y. Li, Q. Zheng, and Z. L. Wu, ‘Programmable Morphing Hydrogels for Soft Actuators and Robots: From Structure Designs to Active Functions’, Acc. Chem. Res., vol. 55, no. 11, pp. 1533–1545, Jun. 2022, doi: 10.1021/acs.accounts.2c00046.
S. Correa et al., ‘Translational Applications of Hydrogels’, Chem. Rev., vol. 121, no. 18, pp. 11385–11457, Sep. 2021, doi: 10.1021/acs.chemrev.0c01177.
X. Sun, S. Agate, K. S. Salem, L. Lucia, and L. Pal, ‘Hydrogel-Based Sensor Networks: Compositions, Properties, and Applications—A Review’, ACS Appl. Bio Mater., vol. 4, no. 1, pp. 140–162, Jan. 2021, doi: 10.1021/acsabm.0c01011.
A. Bordbar-Khiabani and M. Gasik, ‘Smart Hydrogels for Advanced Drug Delivery Systems’, International Journal of Molecular Sciences, vol. 23, no. 7, Art. no. 7, Jan. 2022, doi: 10.3390/ijms23073665.
