Multifunktionale Struktur: Zukünftige Luftwaffensysteme werden in Flugzeugzellen aus multifunktionalem Material mit eingebetteten Sensoren und Netzwerkkomponenten integriert

Von Fouad Sabry

Was ist eine Multifunktionsstruktur

Multifunktionsmaterial ist ein Verbundmaterial. Der traditionelle Ansatz bei der Entwicklung von Strukturen besteht darin, die lasttragende Funktion und andere funktionale Anforderungen separat zu behandeln. In letzter Zeit ist jedoch das Interesse an der Entwicklung von lasttragenden Materialien und Strukturen mit integralen nicht-tragenden Funktionen gestiegen, geleitet von jüngsten Entdeckungen darüber, wie multifunktionale biologische Systeme funktionieren.

So profitieren Sie

(I) Einblicke und Validierungen zu den folgenden Themen:

Kapitel 1: Multifunktionsstruktur

Kapitel 2: Verbundmaterial

Kapitel 3: Funktional abgestuftes Material

Kapitel 4: Elektrischer Widerstand und Leitfähigkeit

Kapitel 5: Wärmeleitfähigkeit

Kapitel 6: Kohlenstoffnanoröhren

Kapitel 7: Biologisches System

Kapitel 8: Biologischer Abbau

(II) Beantwortung der öffentlichen Top-Fragen zur Multifunktionsstruktur.

(III) Beispiele aus der Praxis für die Verwendung von Multifunktionsstrukturen in vielen Bereichen.

(IV) 17 Anhänge zur kurzen Erläuterung von 266 neuen Technologien in jeder Branche, um ein umfassendes 360-Grad-Verständnis der Technologien für multifunktionale Strukturen zu erhalten.

Für wen dieses Buch ist

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Bastler und diejenigen, die über grundlegende Kenntnisse oder Informationen hinausgehen möchten, um jede Art von Multifunktionsstruktur zu erhalten.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 27. Jan. 2022

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2 - Impuls-Detonationsmotor

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1 - Plasmaantrieb

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2 - Geschlossene ökologische Systeme

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6 - Dynamische Rüstung

7 - Fulleren

8 - Graphen

9 - Labor auf einem Chip

10 - Hochtemperatur-Supraleitung

11 - Magnetische Nanopartikel

12 - Magnetorheologische Flüssigkeit

13 - Mikrofluidik

14 - Suprafluidität

15 - Metamaterial

16 - Metallschaum

17 - Multifunktionsstruktur

18 - Nanomaterialien

19 - Programmierbare Materie

20 - Quantenpunkt

21 - Silicän

22 - Superlegierung

23 - Synthetischer Diamant

24 - Zeitkristall

25 - Transluzenter Beton

Neue Technologien in den Neurowissenschaften

1 - Gehirn-Computer-Schnittstelle

Neue Technologien in der Robotik

1 - Schwarmintelligenz

Eine Milliarde Sachkundige

Multifunktionsstruktur

Zukünftige Luftwaffensysteme werden in multifunktionale Materialflugzeugzellen mit eingebetteten Sensoren und Netzwerkkomponenten integriert

Fouad Sabry

Urheberrecht

Multifunktionsstruktur Copyright © 2021 von Fouad Sabry. Alle Rechte vorbehalten.

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf in irgendeiner Form oder durch elektronische oder mechanische Mittel, einschließlich Informationsspeicher- und -abrufsysteme, ohne schriftliche Genehmigung des Autors reproduziert werden. Die einzige Ausnahme ist von einem Rezensenten, der kurze Auszüge in einer Rezension zitieren kann.

Cover entworfen von Fouad Sabry.

Dieses Buch ist ein Werk der Fiktion. Namen, Charaktere, Orte und Ereignisse sind entweder Produkte der Phantasie des Autors oder werden fiktiv verwendet. Jede Ähnlichkeit mit tatsächlichen Personen, lebenden oder toten, Ereignissen oder Orten ist völlig zufällig.

Bonus

Sie können eine E-Mail an [e-mail] mit der Betreffzeile Multi Function Structure: Future Air Force systems will become integrated into multi-function material airframes with embedded sensor and network components senden und Sie erhalten eine E-Mail, die die ersten Kapitel dieses Buches enthält.

Fouad Sabry

Besuchen Sie die 1BK-Website unter

www.1BKOfficial.org

Vorwort

Warum habe ich dieses Buch geschrieben?

Die Geschichte des Schreibens dieses Buches begann 1989, als ich Schüler der Secondary School of Advanced Students war.

Es ist bemerkenswert wie die MINT-Schulen (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik), die jetzt in vielen fortgeschrittenen Ländern verfügbar sind.

MINT ist ein Lehrplan, der auf der Idee basiert, Schüler in vier spezifischen Disziplinen - Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik - in einem interdisziplinären und angewandten Ansatz auszubilden. Dieser Begriff wird typischerweise verwendet, um eine Bildungspolitik oder eine Lehrplanwahl in Schulen anzugehen. Es hat Auswirkungen auf die Personalentwicklung, nationale Sicherheitsbedenken und die Einwanderungspolitik.

Es gab einen wöchentlichen Unterricht in der Bibliothek, in dem jeder Schüler jedes Buch frei wählen und 1 Stunde lang lesen konnte. Ziel des Kurses ist es, die Schüler zu ermutigen, andere Fächer als den Lehrplan zu lesen.

In der Bibliothek, als ich mir die Bücher in den Regalen ansah, bemerkte ich riesige Bücher, insgesamt 5.000 Seiten in 5 Teilen. Der Name des Buches ist The Encyclopedia of Technology, der alles um uns herum beschreibt, vomabsoluten Nullpunkt bis zu Halbleitern, fast jede Technologie wurde zu dieser Zeit mit bunten Illustrationen und einfachen Worten erklärt. Ich fing an, die Enzyklopädie zu lesen, und natürlich war ich nicht in der Lage, sie in der 1-stündigen wöchentlichen Klasse zu beenden.

Also überzeugte ich meinen Vater, die Enzyklopädie zu kaufen. Mein Vater hat zu Beginn meines Lebens alle Technologie-Tools für mich gekauft, den ersten Computer und die erste Technologie-Enzyklopädie, und beide haben einen großen Einfluss auf mich und meine Karriere.

Ich habe die gesamte Enzyklopädie in den gleichen Sommerferien dieses Jahres beendet, und dann habe ich angefangen zu sehen, wie das Universum funktioniert und wie man dieses Wissen auf alltägliche Probleme anwendet.

Meine Leidenschaft für die Technologie begann vor mehr als 30 Jahren und die Reise geht weiter.

Dieses Buch ist Teil von The Encyclopedia of Emerging Technologies, was mein Versuch ist, den Lesern die gleiche erstaunliche Erfahrung zu bieten, die ich in der High School hatte, aber anstelle von Technologien des²⁰. Jahrhunderts interessiere ich mich mehr für die aufkommenden Technologien, Anwendungen und Branchenlösungen des 21.Jahrhunderts.

The Encyclopedia of Emerging Technologies wird aus 365 Büchern bestehen, wobei sich jedes Buch auf eine einzige aufstrebende Technologie konzentriert. Sie können die Liste der aufkommenden Technologien und ihre Kategorisierung nach Branchen im Teil Coming Soon am Ende des Buches lesen.

365 Bücher, um den Lesern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen über eine einzige aufstrebende Technologie jeden Tag innerhalb eines Jahres zu erweitern.

Einleitung

Wie habe ich dieses Buch geschrieben?

In jedem Buch von The Encyclopedia of Emerging Technologies versuche ich, sofortige, rohe Sucheinblicke zu erhalten, direkt aus den Köpfen der Menschen, um ihre Fragen über die aufkommende Technologie zu beantworten.

Es gibt 3 Milliarden Google-Suchen jeden Tag, und 20% davon wurden noch nie zuvor gesehen. Sie sind wie ein direkter Draht zu den Gedanken der Menschen.

Manchmal ist das Wie entferne ich Papierstau. Zu anderen Zeiten sind es die zermürbenden Ängste und geheimen Sehnsüchte, die sie immer nur mit Google teilen würden.

In meinem Bestreben, eine unerschlossene Goldmine von Content-Ideen über Multi Function Structure zu entdecken, verwende ich viele Tools, um Daten von Suchmaschinen wie Google automatisch zu vervollständigen, und kurbele dann schnell jede nützliche Phrase und Frage heraus, die die Leute um das Keyword Multi Function Structure herum fragen.

Es ist eine Goldgrube an Einblicken in die Menschen, die ich nutzen kann, um frische, äußerst nützliche Inhalte, Produkte und Dienstleistungen zu erstellen. Die freundlichen Leute, wie du, die wirklich wollen.

Die Personensuche ist der wichtigste Datensatz, der jemals über die menschliche Psyche gesammelt wurde. Daher ist dieses Buch ein Live-Produkt und wird ständig durch immer mehr Antworten auf neue Fragen zu Multi Function Structure aktualisiert, die von Menschen wie Ihnen und mir gestellt werden, die sich über diese neue aufkommende Technologie wundern und mehr darüber erfahren möchten.

Der Ansatz für das Schreiben dieses Buches besteht darin, ein tieferes Verständnis dafür zu bekommen, wie Menschen in der Multifunktionsstruktur suchen, Fragen und Fragen aufzudecken, die ich nicht unbedingt aus dem Kopf denken würde, und diese Fragen in super einfachen und verdaulichen Worten zu beantworten und das Buch auf einfache Weise zu navigieren.

Wenn es also darum geht, dieses Buch zu schreiben, habe ich sichergestellt, dass es so optimiert und zielgerichtet wie möglich ist. Dieser Buchzweck hilft den Menschen, ihr Wissen über Multi Function Structure weiter zu verstehen und zu erweitern. Ich versuche, die Fragen der Leute so genau wie möglich zu beantworten und viel mehr zu zeigen.

Es ist eine fantastische und schöne Möglichkeit, Fragen und Probleme, die die Völker haben, zu erforschen und direkt zu beantworten und dem Inhalt des Buches Einblicke, Validierung und Kreativität hinzuzufügen - sogar Pitches und Vorschläge. Das Buch deckt reiche, weniger überfüllte und manchmal überraschende Forschungsbereiche auf, die ich sonst nicht erreichen würde. Es besteht kein Zweifel, dass erwartet wird, dass es das Wissen der Köpfe der potenziellen Leser erhöht, nachdem sie das Buch mit diesem Ansatz gelesen haben.

Ich habe einen einzigartigen Ansatz angewendet, um den Inhalt dieses Buches immer frisch zu machen. Dieser Ansatz hängt davon ab, den Köpfen der Menschen zuzuhören, indem sie die Such-Listening-Tools verwenden. Dieser Ansatz hat mir geholfen:

Treffen Sie die Leser genau dort, wo sie sind, damit ich relevante Inhalte erstellen kann, die einen Nerv treffen und mehr Verständnis für das Thema fördern.

Halten Sie meinen Finger fest am Puls der Zeit, damit ich Updates erhalten kann, wenn Menschen auf neue Weise über diese aufkommende Technologie sprechen, und Trends im Laufe der Zeit überwachen kann.

Entdecken Sie versteckte Schätze von Fragen, die Antworten auf die aufkommende Technologie benötigen, um unerwartete Einblicke und versteckte Nischen zu entdecken, die die Relevanz des Inhalts steigern und ihm einen Gewinnvorteil verschaffen.

Hören Sie auf, Zeit mit Bauchgefühl und Rätselraten über den von den Lesern gewünschten Inhalt zu verschwenden, und füllen Sie den Buchinhalt mit dem, was die Leute brauchen, und verabschieden Sie sich von den endlosen Inhaltsideen, die auf Spekulationen basieren.

Treffen Sie solide Entscheidungen und gehen Sie weniger Risiken ein, um in der ersten Reihe zu dem zu gelangen, was die Leute lesen und wissen möchten - in Echtzeit - und verwenden Sie Suchdaten, um mutige Entscheidungen darüber zu treffen, welche Themen einbezogen und welche Themen ausgeschlossen werden sollen.

Optimieren Sie meine Content-Produktion, um Content-Ideen zu identifizieren, ohne einzelne Meinungen manuell durchsuchen zu müssen, um Tage und sogar Wochen an Zeit zu sparen.

Es ist wunderbar, den Menschen zu helfen, ihr Wissen auf einfache Weise zu erweitern, indem sie nur ihre Fragen beantworten.

Ich denke, der Ansatz des Schreibens dieses Buches ist einzigartig, da es die wichtigen Fragen, die von den Lesern in Suchmaschinen gestellt werden, sammelt und verfolgt.

Bestätigungen

Ein Buch zu schreiben ist schwieriger als ich dachte und lohnender, als ich es mir jemals hätte vorstellen können. Nichts davon wäre ohne die Arbeit renommierter Forscher möglich gewesen, und ich möchte ihre Bemühungen würdigen, das Wissen der Öffentlichkeit über diese aufstrebende Technologie zu erhöhen.

Widmung

An die Erleuchteten, diejenigen, die die Dinge anders sehen und wollen, dass die Welt besser wird - sie mögen den Status quo oder den bestehenden Staat nicht. Du kannst mit ihnen zu sehr nicht einverstanden sein, und du kannst noch mehr mit ihnen streiten, aber du kannst sie nicht ignorieren, und du kannst sie nicht unterschätzen, weil sie immer Dinge verändern ... sie treiben die Menschheit voran, und während einige sie als die Verrückten oder Amateure sehen, sehen andere Genies und Innovatoren, weil diejenigen, die erleuchtet genug sind, um zu denken, dass sie die Welt verändern können, diejenigen sind, die es tun und die Menschen zur Erleuchtung führen.

Epigraph

Multifunktionsmaterial ist ein Verbundwerkstoff. Der traditionelle Ansatz bei der Entwicklung von Strukturen besteht darin, die Lasttragfunktion und andere funktionale Anforderungen separat zu behandeln. In jüngster Zeit hat jedoch das Interesse an der Entwicklung von tragenden Materialien und Strukturen mit integrierten nichttragenden Funktionen zugenommen, die sich an den jüngsten Erkenntnissen über die Funktionsweise multifunktionaler biologischer Systeme orientieren.

Inhaltsverzeichnis

Multifunktionsstruktur

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Serie von The Author

Multifunktionsstruktur

Urheberrecht

Bonus

Vorwort

Einleitung

Bestätigungen

Widmung

Epigraph

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Multifunktionsstruktur

Kapitel 2: Verbundwerkstoff

Kapitel 3: Funktionell abgestuftes Material

Kapitel 4: Elektrischer Widerstand und Leitfähigkeit

Kapitel 5: Wärmeleitfähigkeit

Kapitel 6: Kohlenstoffnanoröhre

Kapitel 7: Biologisches System

Kapitel 8: Biologischer Abbau

Epilog

Über den Autor

Demnächst

Anhänge: Neue Technologien in jeder Branche

Kapitel 1: Multifunktionsstruktur

Ein Verbundwerkstoff ist ein Multifunktionsmaterial. Der übliche Ansatz für die Strukturentwicklung besteht darin, lasttragende und andere funktionale Anforderungen separat zu behandeln. Jüngste Erkenntnisse über die Funktionsweise multifunktionaler biologischer Systeme haben jedoch ein erneutes Interesse an der Entwicklung von tragenden Materialien und Strukturen mit integrierten nichttragenden Funktionalitäten geweckt.

Einleitung

Es war schwierig, mit herkömmlichen Strukturmaterialien eine gleichzeitige Verbesserung zahlreicher Strukturfunktionen zu erreichen, aber der zunehmende Einsatz von Verbundwerkstoffen wurde zum Teil durch das Versprechen solcher Fortschritte motiviert. Mechanische, elektrische und thermische Funktionen sind Beispiele für Multifunktionen. Polymermatrixmaterialien, die typischerweise schwache Leiter sind, werden in der Mehrheit der Verbundwerkstoffe verwendet. Eine verbesserte Leitfähigkeit könnte beispielsweise durch die Verstärkung des Verbundwerkstoffs mit Kohlenstoffnanoröhren erreicht werden.

Funktionen

Elektrische/thermische Leitfähigkeit, Sensorik und Betätigung, Energy Harvesting/Speicherung, Selbstheilungsfähigkeit, EMI-Abschirmung, Recyclingfähigkeit und biologische Abbaubarkeit sind nur einige der verschiedenen Aufgaben, die erreicht werden können. Siehe auch funktional abgestufte Materialien, bei denen es sich um Verbundwerkstoffe handelt, bei denen die Zusammensetzung oder Mikrostruktur lokal verändert wird, um eine bestimmte Variation der lokalen Materialeigenschaften zu erreichen. Funktional abgestufte Materialien hingegen können für bestimmte Funktionen und Anwendungen entwickelt werden.

Es gibt viele Anwendungen, darunter rekonfigurierbare Flugzeugflügel, formverändernde aerodynamische Paneele zur Durchflussregelung, Triebwerksabgase mit variabler Geometrie, Turbinenschaufeln und Windturbinenkonfigurationen bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten. Mikroelektromechanische Systeme (Mikroschalter), mechanische Speicherzellen, Ventile, Mikropumpen, einstellbare Richtungspanel-Position in Solarzellen und kreative Architektur sind Beispiele für innovative Architektur (adaptive Formmodule für Dächer und Fenster), elektronische Gadgets, die flexibel und faltbar sind, sowie Optik (formverändernde Spiegel zur aktiven Fokussierung in adaptiven optischen Systemen)

{Kapitel 1 beenden}

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

Kapitel 2: Verbundwerkstoff

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Eine schwarze Kohlefaser (als Verstärkungskomponente verwendet) im Vergleich zu einem menschlichen Haar

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Verbundwerkstoffe entstehen durch die Kombination mehrerer Materialien zu einer Gesamtstruktur mit Eigenschaften, die sich von den einzelnen Komponenten unterscheiden.

Ein Verbundwerkstoff (auch Kompositionsmaterial genannt oder abgekürzt zu Verbundwerkstoff, was der gebräuchliche Name ist) ist ein Material, das aus zwei oder mehr Konstituenten hergestellt wird. Diese Konstituenten haben bemerkenswert unterschiedliche chemische oder physikalische Eigenschaften und werden zu einem Material mit Eigenschaften verschmolzen, die sich von den einzelnen Elementen unterscheiden. Innerhalb der fertigen Struktur bleiben die einzelnen Elemente getrennt und unterschiedlich, wodurch Verbundwerkstoffe von Mischungen und Feststofflösungen unterschieden werden.

Zu den typischen technischen Verbundwerkstoffen gehören:

Stahlbeton und Mauerwerk

Verbundholz wie Sperrholz

Verstärkte Kunststoffe, wie faserverstärktes Polymer oder Fiberglas

Keramische Matrixverbundwerkstoffe (Keramische und Metallmatrizen)

Metallmatrix-Verbundwerkstoffe

und andere fortschrittliche Verbundwerkstoffe

Es gibt mehrere Gründe, warum frisches Material bevorzugt werden kann. Materialien, die weniger teuer, leichter, stärker oder haltbarer sind als gewöhnliche Materialien, sind häufige Beispiele.

In jüngerer Zeit haben Forscher auch begonnen, Sensorik, Betätigung, Berechnung und Kommunikation in Verbundwerkstoffe, die als Robotermaterialien bekannt sind, aktiv einzubeziehen.

Verbundwerkstoffe werden im Allgemeinen für Gebäude, Brücken und