حسنًا، سنغوص اليوم في عالم المواد التي تُحدث ضجة في كل الصناعات تقريبًا التي يمكن أن تفكر فيها.
أوه نعم.
اللدائن الحرارية.
DPEs.
DPEs؟ نعم، لقد حصلت عليه.
اسم جذاب، أليس كذلك؟
نعم. لست متأكدًا من الذي جاء بهذه الفكرة، لكنها لا تتدحرج على اللسان تمامًا.
لا، لا.
لكن المادة نفسها هي مادة رائعة حقًا. ونحن في طريقنا لتفريغ لماذا؟
قطعاً.
من المحتمل أنك واجهت TPEs دون أن تعرف ذلك.
قطعاً.
فكر في حافظة الهاتف فائقة المرونة التي تمتلكها، والتي تبدو غير قابلة للتدمير. أو سماعات الأذن التي تناسبك تمامًا. من المحتمل أن تكون TPEs وراء ذلك.
فرصة جيدة. نعم.
لذلك لدينا عدد كبير من المقالات البحثية وتقارير الصناعة حول TPEs. ومهمتنا اليوم هي في الأساس تحليل ما يجعل هذه المادة مميزة للغاية ولماذا يطلق عليها اسم مادة المستقبل.
ادعاءات كبيرة.
ادعاءات كبيرة. نعم.
سنرى ما إذا كانوا سيرقون إلى مستوى الضجيج.
سنرى. لدي شعور أنهم قد يفعلون ذلك.
أعتقد ذلك أيضا.
بالنسبة لي، بدأ كل شيء بزوج من أحذية الجري. أنا قليلا من رأس حذاء رياضة. وبدأت ألاحظ هذا الاتجاه من الأحذية بهذه التصاميم المعقدة المجنونة، التي تشبه الأنماط المنسوجة تقريبًا.
نعم نعم.
تبين أنها كانت TPEs طوال الوقت. وكنت مثل ماذا؟
حقًا؟
هذا هو. هذا مذهل. وهذا هو ما أثار افتتاني بهذه الأشياء.
أحصل عليه.
لحسن الحظ، لدينا خبير في متناول اليد لإرشادنا عبر عالم البوليمرات وكل العلوم التي تكمن وراءه.
سعيد بوجودي هنا.
مرحباً بكم في العرض.
شكرا لاستضافتي.
أنا سعيد للغاية لأنك هنا. لتحليل الأمور التقنية بطريقة أستطيع أن أفهمها.
سأفعل ذلك على أفضل وجه.
أنا متأكد من أنك سوف.
نعم.
لذلك دعونا نبدأ بالأساسيات. ما هي بالضبط TPEs؟
حسنًا، سؤال جيد.
وما الذي يجعلها فريدة من نوعها؟
حسنًا، TPEs، أو اللدائن المرنة بالحرارة، تشبه نوعًا ما الطفل المحبب للبلاستيك والمطاط.
تمام.
فهي تجمع بين مرونة المطاط ومرونته وسهولة معالجة البلاستيك ومتانته.
لذلك فهو مثل أفضل ما في العالمين.
بالضبط. إنه مثل تناول كعكتك وأكلها أيضًا.
نعم، هذه طريقة جيدة لوضعها. وهذا. لقد لفت انتباهي هذا أفضل ما في العالمين أثناء البحث.
نعم.
تحدثت إحدى المقالات عن قدرة TPEs على تحمل الانحناء والالتواء المستمر دون أن تفقد شكلها.
نعم، لديهم ذاكرة شكلية مذهلة.
لذلك بالنسبة لشخص مثلي الذي يتململ دائمًا. أنا دائمًا أثني الأشياء وأسحبها. هذه المتانة مثيرة للإعجاب للغاية.
إنه رائع جدًا.
ما السر وراء ذلك؟ مثلاً، ما الذي يمنحهم تلك القوة الخارقة؟
حسنًا، الأمر كله يتعلق ببنيتها الجزيئية.
تمام.
تخيل وعاء من السباغيتي المطبوخة. كل تلك الخيوط الطويلة المتشابكة، تشبه إلى حد ما سلاسل البوليمر في TPEs. يمكنها التمدد والانزلاق فوق بعضها البعض، مما يمنحها تلك المرونة المطاطية.
وهنا يأتي دور المرونة.
نعم، ولكن على عكس السباغيتي المطبوخة، تحتوي هذه السلاسل على روابط قوية تعيدها إلى شكلها الأصلي.
تمام.
هذا هو جزء ذاكرة الشكل.
لذا فهو يشبه وعاء السباغيتي القوي للغاية.
بالضبط.
لقد حصلت عليه.
سأفكر في ذلك في المرة القادمة التي أتناول فيها المعكرونة. تشبيه جيد، أليس كذلك؟
إنه تشبيه جيد. ولكن كيف يمكن مقارنة TPEs بالمواد التي نعرفها أكثر، مثل المطاط التقليدي أو السيليكون؟ ما هي إيجابيات وسلبيات كل منها؟
حسنًا، سؤال جيد. لذلك دعونا نبدأ بالمعالجة. عادة ما يحتاج المطاط التقليدي إلى عملية معالجة معقدة للغاية.
تمام.
والتي يمكن أن تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة.
نعم.
ومن ناحية أخرى، أتصور أن TPEs يمكن تشكيلها بسهولة وسرعة أكبر، على غرار البلاستيك.
وهذا يجعلها جيدة للإنتاج الضخم.
بالضبط. ولهذا السبب أصبحت شائعة جدًا بالنسبة لأشياء مثل السلع الاستهلاكية والإلكترونيات.
هذا منطقي. وقرأت أن سهولة المعالجة هذه يمكن أن تؤدي إلى تقليل أوقات الدورة في التصنيع.
أوه، نعم، بالتأكيد.
هل يمكنك شرح ما يعنيه ذلك بالنسبة لنا نحن الذين ليسوا مهندسين؟
بالطبع. لذا تخيل مصنعًا يصنع الآلاف من حافظات الهواتف.
تمام.
يجب تبريد كل علبة بالقالب ثم إخراجها من القالب.
يمين.
TPEs، لأنها تتدفق بسهولة أثناء القولبة، تسمح بملء أسرع، وتبريد أسرع، وإخراج أسرع للجزء. لذا فإن وقت الدورة المنخفض هذا يعني أنه يمكنك تصنيع المزيد من الأجزاء في وقت أقل، مما يوفر المال. بالضبط. انخفاض تكاليف الإنتاج.
يجعل الشعور بالكمال. إنتاج أسرع، تكاليف أقل. هذا هو الفوز.
الفوز بالتأكيد.
ولكن ما لفت انتباهي حقًا هو مفهوم صب المواد المتعددة باستخدام TPEs.
أوه، نعم، هذا شيء رائع.
يبدو الأمر مستقبليًا تقريبًا. مثل، ما الذي يستلزمه بالضبط و.
ما نوع تصميمات المنتجات الرائعة التي تتيحها؟ لذلك فهو في الواقع أكثر شيوعًا مما قد تعتقد. خذ فرشاة أسنان، على سبيل المثال.
تمام.
ربما يحتوي على مقبض بلاستيكي صلب للإمساك به.
يمين.
ورأس ناعم ومرن من شعيرات TPE.
أوه، نعم، أرى.
هذا هو صب المواد المتعددة في العمل. بشكل أساسي، يمكنك تشكيل TPEs مع مواد بلاستيكية أخرى. تمام. إنشاء منتج واحد بتركيبات وخصائص مختلفة. في مناطق مختلفة.
لذا فالأمر لا يتعلق فقط بالمرونة والمتانة.
لا، على الاطلاق.
يتعلق الأمر بإنشاء منتجات تحتوي على مجموعة من الخصائص في قطعة واحدة. وهذا يفتح الكثير من إمكانيات التصميم.
أوه نعم. الاحتمالات مذهلة للغاية.
وبالحديث عن الاحتمالات، أحد الأشياء المثيرة للاهتمام حقًا بشأن أجهزة TPE هي استدامتها. يمين. في عالم نحاول فيه جميعًا أن نكون أكثر وعيًا بالبيئة، يبدو أن أجهزة TPE تحقق الكثير من المتطلبات الصحيحة.
إنهم يفعلون ذلك حقًا.
لذلك دعونا نتحدث عن ذلك.
حسنا، دعونا نفعل ذلك. واحدة من أكبر المزايا هي أنها قابلة لإعادة التدوير.
أوه نعم.
على عكس الكثير من المطاط التقليدي، يمكن صهر TPEs وإعادة تشكيلها إلى منتجات جديدة.
لذلك نحن لا نرميهم في مكب النفايات فحسب.
بالضبط.
نعم.
فهو يقلل من الهدر واعتمادنا على مواد باجان.
يمين. ولا يتعلق الأمر فقط بالقدرة على إعادة تدويرها في نهاية حياتها.
لا.
تعتبر عملية الإنتاج نفسها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة أيضًا، أليس كذلك؟
نعم، لقد حصلت عليه. تحدثنا عن كيفية معالجة TPEs في درجات حرارة منخفضة.
يمين.
مما يعني استهلاك طاقة أقل أثناء التصنيع.
بصمة كربونية أصغر بكثير.
بالضبط. أكثر صديقة للبيئة.
إنها حالة الفوز. أفضل للبيئة.
نعم.
يحتمل أن تكون أرخص بالنسبة للمصنعين. لا عجب أن يطلق على TPEs اسم مادة المستقبل.
لديهم الكثير مما يحدث لهم.
بالتأكيد يفعلون. لكنني أفهم أنه ليس مجرد نوع واحد من tpe.
يمين؟ نقطة جيدة. إنه ليس مقاسًا واحدًا يناسب كل أنواع الأشياء.
هناك عائلة كاملة من هذه المواد.
هنالك.
ولكل منها خصائص مختلفة مناسبة لتطبيق معين.
بالضبط. العالم المتنوع بأكمله من TPEs هناك.
إذن، ما هي بعض الأنواع المختلفة من TPEs؟
حسنًا، على سبيل المثال، في المجال الطبي، حسنًا. نحن نشهد ارتفاعًا في ما يسمى بـ TPEs المتوافقة حيويًا.
متوافق حيويا؟
نعم. لذلك تم تصميمها خصيصًا لتكون آمنة للاتصال بجسم الإنسان.
تمام.
ويمكن تعقيمها، مما يجعلها مثالية للأجهزة الطبية.
مثل أي نوع من الأجهزة؟
القسطرة، والأنابيب، وحتى الأجهزة القابلة للزرع.
رائع. لذلك نحن نتحدث عن المواد التي يمكن أن تدخل داخل جسم الإنسان.
هذا صحيح. تلعب Tpes دورًا حاسمًا في تطوير تكنولوجيا الرعاية الصحية.
إنه لأمر مدهش كيف أن TPEs لا تحل محل المواد التقليدية فحسب، بل أيضًا، مثل دفع حدود ما هو ممكن.
قطعاً. ولا يقتصر الأمر على الرعاية الصحية فقط. تعتبر الإلكترونيات الاستهلاكية مجالًا ضخمًا آخر. يمين.
تحدثنا عن حالة هاتفي.
نعم، حالة الهاتف الخاص بك. تستخدم سماعات الأذن وجميع أنواع الأدوات أجهزة TPE.
لأنها ناعمة ومرنة.
بالضبط. ومتينة أيضًا. لكنها تتجاوز مجرد الحالات والأغطية.
أوه حقًا؟ ماذا يمكنهم أن يفعلوا أيضًا في مجال الإلكترونيات؟
حسنًا، تخيل شاشات مرنة.
تمام.
يمكن أن ينحني ويطوى دون أن ينكسر.
مثل تلك الهواتف القابلة للطي.
بالضبط. أو الأجهزة القابلة للارتداء والتي تكون مريحة للغاية لدرجة أنك بالكاد تشعر بها.
هذا يبدو وكأنه شيء من فيلم الخيال العلمي.
إنه كذلك، أليس كذلك؟ اه، ولكن مع tpes، أصبح الخيال العلمي حقيقة.
هذا رائع جدًا. وقرأت عن المواد الذكية المصنوعة من أجهزة TPE. مثل، ماذا يعني ذلك حتى؟
حسنًا، هذه هي TPEs التي يمكنها تغيير اللون، أو الاستجابة لمحفزات مختلفة، أو حتى الشفاء الذاتي.
انتظر، معدات الوقاية الشخصية ذاتية الشفاء. كيف يعمل هذا؟
إنها أشياء متطورة جدًا، ولكنها في الأساس تدمج مواد خاصة في TPE التي تطلق عامل شفاء عند تلف المواد.
لذا، مثلًا، إذا تعرضت حافظة هاتفي للخدش.
نعم من الممكن أن يصلح نفسه بنفسه
هذا أمر مذهل. لذا يبدو أن أجهزة TPE تتمتع بالكثير من المزايا. إنهم يفعلون ذلك، ولكن يجب أن يكون هناك بعض الجوانب السلبية، أليس كذلك؟
حسنًا، لا توجد مادة مثالية. يمين؟
نعم.
التكلفة هي أحد التحديات الرئيسية التي تواجه TPEs. ويمكن أن تكون أكثر تكلفة من بعض المواد التقليدية، وخاصة بالنسبة للتطبيقات المتخصصة.
حسنًا، إنها عملية موازنة بين الأداء والتكلفة والاستدامة.
بالضبط. عليك أن تزن إيجابيات وسلبيات كل تطبيق.
هل هناك أي قيود أخرى يجب على المصممين والمهندسين معرفتها؟
حسنًا، هناك شيء آخر يجب أخذه في الاعتبار وهو الأداء في ظل الظروف القاسية.
تمام.
تعتبر TPEs رائعة من حيث المرونة والمتانة، ولكن لديها قيود عندما يتعلق الأمر بأشياء مثل مقاومة درجات الحرارة والتوافق الكيميائي.
لذلك قد لا تكون مناسبة لكل تطبيق على حدة.
يمين. يجب عليك اختيار TPE المناسب للوظيفة.
ولكن حتى مع هذه القيود، فإن إمكانات TPEs هائلة.
إنها. إنهم يغيرون الطريقة التي نصمم بها ونصنع المنتجات.
لقد كان من الرائع التعلم عن كل هذه الأشياء.
سعيد لأنك تستمتع به.
أنا أكون. لذلك تحدثنا عن أساسيات TPEs. نعم. أنواع مختلفة، وبعض إيجابيات وسلبيات. ولكن هناك شيء واحد ما زلت أرغب في التعمق فيه أكثر قليلاً. تلك TPEs موصلة.
أوه نعم. تلك رائعة حقا.
لقد ذكرتهم سابقًا، لكني أريد أن أسمع المزيد عن كيفية عملهم وما يمكنهم فعله.
حسنًا، دعنا نتحدث عن TPEs الموصلة، إذن. لذا فإن TPEs الموصلة هي في الأساس TPEs التي تم تعزيزها بمواد موصلة.
حتى يتمكنوا من توصيل الكهرباء.
بالضبط. يمكنهم نقل الإشارات واستشعار اللمس وحتى توليد الحرارة.
من الصعب نوعًا ما أن ألتف رأسي حول ذلك.
أعلم أنها برية جدًا. لديك هذه المادة الناعمة والمرنة.
نعم.
ولكنها تستطيع أيضًا توصيل الكهرباء. إنه مزيج قوي جدًا.
إنها. إذن ما هي بعض تطبيقات العالم الحقيقي لـ TPEs الموصلة؟
حسنا، الاحتمالات لا حصر لها إلى حد كبير. فكر في الشاشات الحساسة للمس والتي تكون ناعمة ومرنة.
تمام.
أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها يمكنها تتبع مقاييس صحتك.
يشبه جهاز تعقب اللياقة البدنية، ولكنه أكثر تقدمًا.
نعم بالضبط. أو حتى المنسوجات الإلكترونية التي يمكنها الاستجابة لدرجة حرارة جسمك.
هذا غير معقول لذا فالأمر لا يتعلق فقط بالإلكترونيات الاستهلاكية، أليس كذلك؟
لا، على الاطلاق. تمتلك TPEs الموصلة إمكانات هائلة في صناعات أخرى أيضًا، مثل السيارات والرعاية الصحية والفضاء.
ماذا يمكنهم أن يفعلوا في تلك المجالات؟
حسنًا، في مجال السيارات، يمكن أن يكون لديك لوحات عدادات السيارة حساسة تمامًا للمس.
أوه، واو.
تدفئة المقاعد وعجلات القيادة.
تمام.
التي يتم تشغيلها بواسطة TPEs الموصلة. في الرعاية الصحية؟
نعم.
يمكن أن يكون لديك غرسات طبية يمكنها التواصل مع الأجهزة الخارجية لاسلكيًا.
لذلك نحن نتحدث عن مستوى جديد تمامًا من الترابط بين الأجهزة وجسم الإنسان.
بالضبط. إنها أشياء جميلة تهب العقل.
إنها. ويبدو أن أجهزة TPE الموصلة يمكن أن تحدث فرقًا في حياة الناس.
أوه، بالتأكيد. تخيل أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها يمكنها اكتشاف العلامات المبكرة للمرض.
تمام.
أو الغرسات الطبية التي يمكن أن توفر حقيقيا.
ردود الفعل الوقتية والعلاج الذي يمكن أن يحدث ثورة في الرعاية الصحية.
يمكن حقا. وحقيقة أنها مصنوعة من TPEs تعني أنها يمكن أن تكون مرنة ومريحة في الارتداء.
يمين. لذلك، لا يتعلق الأمر بالتكنولوجيا فحسب، بل يتعلق بجعلها سهلة الاستخدام أيضًا.
بالضبط. يتعلق الأمر بتحسين حياة الناس بطريقة ذات معنى.
حسنًا، أنا مقتنع بأن أجهزة TPE الموصلة هي بالتأكيد شيء يجب مراقبته.
هم بالتأكيد. إنه مجال مثير يجب متابعته.
أنا موافق. ولكن قبل أن نختتم، هناك شيء آخر أردت أن أتطرق إليه. لقد ذكرت TPEs القائمة على الحيوية سابقًا.
نعم. TPEs مصنوعة من الموارد المتجددة.
يمين. لذا بدلًا من الاعتماد على الوقود الأحفوري، يمكننا تصنيع أجهزة TPE من النباتات.
بالضبط. إنه نهج أكثر استدامة بكثير.
ولكن كيف يمكن مقارنة أجهزة TPE القائمة على الحيوية من حيث الأداء؟
هذا هو السؤال مليون دولار. غالبًا ما تتمتع المواد النباتية بخصائص مختلفة عن نظيراتها المعتمدة على النفط.
يمين.
لذلك يعمل الباحثون بجد لإنشاء أجهزة TPE ذات أساس حيوي يمكنها مطابقة أداء ومتانة أجهزة TPE التقليدية.
لذا فهو تحدٍ.
إنه كذلك، لكنه تحدٍ يستحق مواجهته. إذا تمكنا من إنشاء TPEs عالية الأداء من الموارد المتجددة، فسيكون ذلك خطوة كبيرة إلى الأمام نحو الاستدامة.
قطعاً. إذن ما هي بعض التحديات المحددة التي يواجهونها؟
حسنًا، إحدى أكبر العقبات هي تحديد مصادر المواد النباتية ومعالجتها. الأمر ليس سهلاً مثل استخدام البترول.
يمين.
غالبًا ما تتطلب المواد النباتية عمليات أكثر تعقيدًا واستهلاكًا للطاقة لاستخراجها وتحويلها.
لذلك، على الرغم من أن المادة المصدر متجددة، إلا أن المعالجة نفسها يمكن أن تتطلب استهلاكًا كبيرًا للطاقة.
نعم، هذه مقايضة عليهم أن يأخذوها بعين الاعتبار. لكن العلماء يتوصلون إلى بعض الحلول الذكية.
مثل ماذا؟
حسنًا، على سبيل المثال، إنهم يبحثون في استخدام النفايات الزراعية أو المنتجات الثانوية كمواد خام.
لذا فإن الأشياء التي عادة ما يتم التخلص منها.
بالضبط. إنها طريقة لتقليل النفايات وإنشاء اقتصاد أكثر دائرية.
إنه لأمر مدهش كيف أن كل هذه الابتكارات تدفعنا نحو مستقبل أكثر استدامة.
إنه حقا كذلك.
نعم.
وتلعب TPEs دورًا كبيرًا في هذا التحول.
حسنًا، لقد كان هذا غوصًا عميقًا لا يصدق. لقد غطينا الكثير من الأرض لدينا.
من أساسيات TPEs إلى أحدث المواد الحيوية.
لقد كان من المذهل التعرف على جميع التطبيقات المختلفة وإمكانات هذه المادة.
أنا موافق. من الواضح أن TPEs هي أكثر بكثير من مجرد اتجاه عابر.
إنهم يغيرون قواعد اللعبة. إنهم يغيرون طريقة تصميمنا و.
تصنيع المنتجات يدفعنا نحو مستقبل أكثر استدامة.
بالضبط. لذا، لكل من يستمع، نشجعك على الاستمرار في استكشاف عالم tpes. هذا الغوص العميق هو مجرد نقطة البداية. هناك الكثير لتعلمه واكتشافه.
ومن يدري، ربما يكون أحدكم هو من يتوصل إلى الإنجاز الكبير التالي في تكنولوجيا TPE.
هذه فكرة عظيمة. مستقبل tpes مشرق ولا يمكننا الانتظار لنرى ما سيحدث بعد ذلك. لذا، حتى المرة القادمة، أبقوا عقولكم فضولية وترقبوا المزيد من الاستكشافات الرائعة في عالم العلوم والعلم
