Инновационные материалы и технологии: Международная научно-техническая конференция молодых учёных «Инновационные материалы и технологии» (IMT — 2022)

Инновационные материалы и технологии в проектировании современной обуви для бега Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Т. В. Жуковская, Л. Л. Никитина

ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ СОВРЕМЕННОЙ ОБУВИ ДЛЯ БЕГА

Ключевые слова: спортивная обувь, биомеханика бега, стопа, нагрузки, материалы, конструкция, подошва, скорость.

Конструкция обуви для каждого из видов спорта имеет центральное значение для защиты от травм и улучшения спортивных результатов. При проектировании спортивной обуви учитывается не только различная работа, выполняемая передней и задней частями стопы, но и нагрузки, характерные для каждого конкретного вида спорта. Большое внимание уделяется разработке инновационных композиционных материалов для изготовления подошв спортивной обуви.

Keywords: sports shoes, running biomechanics, stop, load, materials, construction, sole, speed.

The design of shoes for each sport is central to the protection from injury and improve athletic performance. In the design of sports shoes taken into account not only the kinds of work performed by the front and rear parts of the foot, but the load characteristic of each particular sport . Much attention is paid to the development of innovative composite materials for the manufacture of sports shoes soles .

Введение

Во многих видах спорта, и в особенности, таких как легкая атлетика, спортивная ходьба, футбол и баскетбол, нижние конечности спортсмена подвергаются высоким нагрузкам. Очевидно, что правильная конструкция обуви для каждого из подобных видов спорта имеет центральное значение для защиты от травм и улучшения спортивных результатов. При проектировании спортивной обуви следует учитывать не только различную работу, выполняемую передней и задней частями стопы, но и нагрузки, характерные для каждого конкретного вида спорта. Так например, стопа бегуна может испытывать нагрузки, в два-три раза превосходящие нагрузки при ходьбе, в то время как стопа баскетболиста — до восьми раз. Данные особенности учитываются современными производителями при проектировании спортивной обуви. Большое внимание уделяется разработке инновационных композиционных материалов для изготовления подошв спортивной обуви.

Экспериментальная часть

Биомеханика бега так же, как и биомеханика ходьбы делится на несколько (рисунок 1) фаз: фаза опоры, фаза торможения или

амортизации, фаза переноса и фаза толчка. Задачи, выполняемые стопой в каждую из фаз цикла различны, так например, в амортизационную фазу задача стопы — поглощение удара, выполняемая не только за счет пронации, но и упругой деформации сухожилий и мышц. Фаза переноса способствует перераспределению энергии, для выполнения следующей фазы — отталкивания.

Таким образом, требования к каждому из участков подошвы спортивной обуви, предназначенной для того или иного видов бега различны. Поэтому для повышения результатов современная спортивная обувь имеет сложную конструкцию низа. Так, например, использование вязких материалов в области задней части стопы служит для поглощения ударных сил во время

начального контакта с землей, а также обеспечивает амортизацию. В то время как, в передней части стопы используются высокоэластичные материалы, помогающие свести к минимуму потери энергии, переданной подошве во время выполнения движения. При этом, даже разный скоростной режим выполнения одного и того же движения будет сказываться не только на конструкции подошвы, но и на подборе материалов.

Рис. 1 — Распределение веса по стопе в

зависимости от фазы движения

Так, например, сравним модели беговой обуви для длительных тренировок умеренной скоростной работы и модели, предназначенные для скоростных соревнований. Основные отличия «скоростных» моделей будут в уменьшенном весе, сниженных амортизационных характеристиках, повышенных динамических свойствах -«отзывчивости» подошвы.

Высокая амортизация в передней или задней части подошвы эффективно поглощает ударные нагрузки, но, при этом, несколько снижает скорость переката стопы из-за потерь времени на сжатие амортизирующих материалов и работу конструкции. Вследствие чего, скорость бегуна может замедлиться. Для дистанционных тренировок это вполне приемлемо, кроме того, снижается риск возникновения травм. В то время как, низкий уровень амортизации создает большую нагрузку на опорно-двигательный аппарат (ОДА), но, такая

обувь легче и «быстрее» из-за меньшего веса и меньших потерь на работу амортизации.

Уровень гибкости передней части подошвы также существенно влияет на динамику спортсмена. Однако слишком гибкий носок может перегружать связки пальцев ног в конечной фазе движения (толчке), поскольку в этот момент вес спортсмена приходится на плюсну и пальцы, а слишком твердый — приведет к потере устойчивости, увеличит нагрузку на связки стопы и снизит

динамику отталкивания. Таким образом, вполне подходящая для дистанционных тренировок

передняя часть подошвы может оказаться слишком жесткой для быстрых забегов на высоких скоростях, и наоборот, слишком подвижный носок облегченных «скоростных» моделей может привести к перенапряжению стопы при длительных дистанционных тренировках.

То же справедливо и для времени переката стопы. На этот параметр влияют: степень

амортизации, устойчивость пятки и носка, вес и эластичность материалов верха, конструкция подошвы, гибкость носка, общий вес обуви. Однако, уменьшение времени переката важно только для «скоростных» моделей.

Рассмотрим примеры моделей обуви для длительных (рис. 2) и скоростных (рис. 3)

тренировок.

Рис. 2 — Подошвы беговой обуви для длительных тренировок в умеренном скоростном режиме

Система усиленной амортизации в первой модели основана на внедрении гелевых капсул [1] в переднюю и заднюю части подошвы, способствующих поглощению и рассеванию ударных нагрузок в момент контакта подошвы с опорой. Во второй модели за счет инновационного материала с уникальной молекулярной структурой D3O — (производитель использует термин moleculas lock) [2]. При обычных медленных движениях на растяжение или изгиб материал является эластичным. А при ударах, он мгновенно становится более плотным по всей своей поверхности, перераспределяя и, таким образом, поглощая энергию ударов, что существенно снижает ударную нагрузку непосредственно в месте удара. Как только воздействие удара заканчивается, материал, снова

приобретает свою первоначальную форму и свойства.

Быстрому отталкиванию способствует конструкция передней части подошвы, включающая: систему поперечных линий изгиба подошвы различной конфигурации, конструкцию носка с уменьшающимся радиусом изгиба.

Высокая степень устойчивости пятки и носка в фазах контакта с поверхностью реализована посредством специальной конструкции средней части подошвы.

Таким образом, применяемые в

конструкции материалы и технологии позволяют поддерживать заданную динамику бега, баланс амортизации и отзывчивости наряду с хорошей защитой ОДА от ударных нагрузок.

Рис. 3 — Подошвы беговой обуви для скоростных тренировок

Модели для скоростных тренировок ориентированы на плотную эргономичную посадку обуви на стопе во время движения. Отклик подошвы в фазе толчка может быть реализован за счет гелевых капсул или за счет систем, таких как HydroFlow [3], которые при слабом и продолжительном сжатии обладают свойствами жидкости, а при сильном и коротком -твёрдого тела. Таким образом, в сравнительно медленной фазе приземления HydroFlow выполняет роль амортизатора в пяточной части, а при быстром отталкивании — жесткой опоры в носочной.

Немалое внимание при проектировании подошвы для «скоростных» моделей

производителями уделяется и износостойкости подошв за счет использования высокопрочных резин.

Амортизационные свойства таких подошв призваны обеспечивать движение без перегрузки ОДА. А характер работы подошвы нацелен на повышение общей скоростной эффективности спортсмена.

Таким образом, современная спортивная обувь отличается достаточной специализацией, требующей изучения узкоспециализированных особенностей конкретных видов спорта,

характерных движений спортсменов, интенсивности тренировок и т.д. Благодаря инновационным материалам и высокотехнологичным конструкциям современная спортивная обувь не только защищает

стопу спортсмена, но и позволяет повысить эффективность его результатов.

Литература

1. Никитина Л. Л. Полимерные материалы в обуви с улучшенными эргономическими характеристиками/ Л.Л.Никитина, Т.В.Жуковская, Р.М.Галялутдинова //

Вестник Казанского технологического университета. -2012, Т.15. — №7 — С.121-124/

2. Footwear — [Электронный ресурс] http:// www.d3o.com/ markets/ footwear/ (дата обращения: 12.10.2013)

3. How does Hydro flow work? [Электронный ресурс] http://brooksrunning.co.uk/ 396197/102/en/ Hydroflow.html (дата обращения: 12.10.2013)

© Т. В. Жуковская — канд. техн. наук, доц. каф. конструирования одежды и обуви КНИТУ, [email protected]; Л. Л. Никитина — канд. пед. наук, доцент той же кафедры, [email protected].

ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Обновить браузер

Обновить браузер

Возможности

Интеграция

О системе

Статистика

Контакты

CfDJ8No4r7_PxytLmCxRl2AprPpSgjY2Sm5atpPmdo7uP_RCYYB0fc3s2RZcUdlsY_cNCHHy6YCFOXhmPyUkogBIKN3FcbcbbbbPKINH-GMGD7Mk3_iU00sqls8ao_nR8GyrSfCv40oR623wFdG561TucWQ

Описание поисковой системы

энциклопедия поиска

ИНН

ОГРН

Санкционные списки

Поиск компаний

Руководитель организации

Судебные дела

Проверка аффилированности

Исполнительные производства

Реквизиты организации

Сведения о бенефициарах

Расчетный счет организации

Оценка кредитных рисков

Проверка блокировки расчетного счета

Численность сотрудников

Уставной капитал организации

Проверка на банкротство

Дата регистрации

Проверка контрагента по ИНН

КПП

ОКПО

Тендеры и госзакупки

Юридический адрес

Анализ финансового состояния

Учредители организации

Бухгалтерская отчетность

ОКТМО

ОКВЭД

Сравнение компаний

Проверка лицензии

Выписка из ЕГРЮЛ

Анализ конкурентов

Сайт организации

ОКОПФ

Сведения о регистрации

ОКФС

Филиалы и представительства

ОКОГУ

ОКАТО

Реестр недобросовестных поставщиков

Рейтинг компании

Проверь себя и контрагента

Должная осмотрительность

Банковские лицензии

Скоринг контрагентов

Лицензии на алкоголь

Мониторинг СМИ

Признаки хозяйственной деятельности

Репутационные риски

Комплаенс

Компания ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ, адрес: Калининградская обл. , г. Калининград, ул. Дзержинского, д. 242 зарегистрирована 20.01.2010. Организации присвоены ИНН 3907208341, ОГРН 1103925001058, КПП 390701001. Основным видом деятельности является консультирование по вопросам коммерческой деятельности и управления, всего зарегистрировано 3 вида деятельности по ОКВЭД. Связи с другими компаниями отсутствуют.

Количество совладельцев (по данным ЕГРЮЛ): 2, генеральный директор — Кореньков Анатолий Александрович. Размер уставного капитала 10 000₽.
Компания ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ не принимала участие в тендерах. В отношении компании было возбуждено 2 исполнительных производства. ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ участвовало в 1 арбитражном деле: в 1 в качестве ответчика.
Реквизиты ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ, юридический адрес, официальный сайт и выписка ЕГРЮЛ доступны в системе СПАРК (демо-доступ бесплатно).

Полная проверка контрагентов в СПАРКе

• Неоплаченные долги
• Арбитражные дела
• Связи
• Реорганизации и банкротства
• Прочие факторы риска

Полная информация о компании ООО ИННОВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

299₽

• Регистрационные данные компании
• Руководитель и основные владельцы
• Контактная информация
• Факторы риска
• Признаки хозяйственной деятельности
• Ключевые финансовые показатели в динамике
• Проверка по реестрам ФНС

Купить Пример

999₽

Включен мониторинг изменений на год

• Регистрационные данные компании
• История изменения руководителей, наименования, адреса
• Полный список адресов, телефонов, сайтов
• Данные о совладельцах из различных источников
• Связанные компании
• Сведения о деятельности
• Финансовая отчетность за несколько лет
• Оценка финансового состояния

Купить Пример

Бесплатно

• Отчет с полной информацией — СПАРК-ПРОФИЛЬ
• Добавление контактных данных: телефон, сайт, почта
• Добавление описания деятельности компании
• Загрузка логотипа
• Загрузка документов

Редактировать данные

СПАРК-Риски для 1С

Оценка надежности и мониторинг контрагентов

Узнать подробности

Заявка на демо-доступ

Заявки с указанием корпоративных email рассматриваются быстрее.

Вход в систему будет возможен только с IP-адреса, с которого подали заявку.

Компания

Телефон

Вышлем код подтверждения

Эл. почта

Вышлем ссылку для входа

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с правилами использования и обработкой персональных данных

Ежегодная конференция молодых ученых и специалистов — Новые материалы и технологии (КМУС)

Главная → Об институте → Конференции → Ежегодная конференция молодых ученых и специалистов — Новые материалы и технологии (КМУС)

 

19-я конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2022)

 

28-29 июня 2022 года

Санкт-Петербург, НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей»

 

 Программа конференции

   Приглашение – информация о проведении КМУС-2022

 

 

---

 

 

С 2002 г. ежегодно в июне в НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» отделом подготовки научных кадров совместно с советом молодых ученых и специалистов проводится научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС).

В конференции участвуют молодые ученые и специалисты предприятия, а также молодые ученые и специалисты профильных Высших учебных заведений, родственных организаций и промышленных предприятий.

 

  

 

 

Научные направления (темы) конференции:

 

1. Высокопрочные хладостойкие корпусные судостроительные стали, сварочные материалы, в том числе для освоения Арктики.
2. Теплоустойчивые и радиационно-стойкие конструкционные стали и сплавы, сварочные материалы для нефтехимического и атомного энергетического машиностроения.
3. Титановые сплавы, сварочные материалы для атомной энергетики и судостроения.
4. Многофункциональные корпусные конструкционные полимерные и металлополимерные композиционные материалы и покрытия.
5. Конструкционные наноматериалы и покрытия.

 

Регистрация, требования к оформлению и контрольные сроки

 

Каждый участник КМУС представляет в Оркомитет конференции   заявкуи согласие на обработку персональных данных, по прилагаемой форме в срок до 25 мая 2022 г., к которой прикладывает тезисы доклада объемом  не более 1 страницы А4 (в электронном и печатном  виде, без таблиц и рисунков) и  экспертное заключение о возможности  открытого опубликования в срок до 25 мая 2022 г. Если в тезисах есть соавторы, от каждого оформить и прислать согласие на обработку персональных данных. Экспертные заключения (оригинал) сдать во время регистрации на конференцию.

 

Заявку, эл. копию согласия на обработку персональных данных, тезисы, экспертное заключение и другие материалы направляйте на электронный адрес  OPNK-Prometey@crism. ru

 

Презентацию к докладу рекомендуем готовить в формате MS PowerPoint и представлять в отдел подготовки научных кадров вместе с экспертным заключением в срок до 15 июня 2022 г.

 

По завершению конференции планируется издание полных текстов докладов в журнале «Вопросы материаловедения» в специальном выпуске «Труды конференции молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии».

 

Полные тексты докладов, для включения в сборник трудов конференции нужно предоставить в редакционно-издательский отдел института до 10 октября 2022 г.Тексты докладов должны быть оформлены в соответствии с правилами для авторов по оформлению статей (докладов).

 

 

 

Общая информация о конференции КМУС

 

Председатель оргкомитета:

Генеральный директор – член-корр. РАН, д.т.н., профессор  А.С. Орыщенко

 

Члены оргкомитета:

 

д. т.н., доцент  А. В. Ильин

д.т.н.  А. Д. Каштанов

д.т.н., с. н. с.  В. П. Леонов

д.т.н.  А. В. Анисимов

д.т.н., профессор  В. В. Цуканов

к.т.н.  С. И. Шекин

д.т.н.  О. В. Фомина

к.т.н., доцент  Б. В. Фармаковский

к.т.н.  Т. И. Бобкова

 

Ответственный секретарь —  Г. М. Орлова

 

 

Регламент конференции

 

• Рабочий язык конференции — русский.
• Время выступления — до 15 минут.
• Участие в конференции – без регистрационного взноса.
• Формы участия: докладчик или слушатель.
• Тематика открытая.
• Участниками конференции могут быть молодые ученые и специалисты в возрасте до 35 лет  (доктора наук – до 40 лет). 
• Размещение и бронирование гостиницы не предусмотрено.
• Во время торжественного закрытия конференции все докладчики получат дипломы или грамоты.
• Полная информация о конференции КМУС, в том числе форма заявки, публикуются на сайте НИЦ «Курчатовский институт» — «ЦНИИ КМ «Прометей» в данном разделе.

 

Для участников конференции запланирована экскурсионная программа с посещением Нанотехнологического центра и Центра коллективного пользования, созданных на базе НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей» (записаться во время регистрации на конференцию).

 

 

 

Итоги предыдущих конференций КМУС

 

  Восемнадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2019)

(19-20 июня 2019 г., НИЦ «Курчатовский институт» — «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Семнадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2018)

(20-22 июня 2018 г., НИЦ «Курчатовский институт» — «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Шестнадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2017)

(20-21 июня 2017 г. , НИЦ «Курчатовский институт» — «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Пятнадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2016)

(29-30 июня 2016 г., ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Четырнадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2015)

(17-19 июня 2015 г., ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Тринадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2014), посвященная 75-летию ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей»

(18-20 июня 2014 г., ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Двенадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2013)

(17-19 июня 2013 г., ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

  Одиннадцатая конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» (КМУС-2012)

(20-22 июня 2012 г., ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», г. Санкт-Петербург)

 

Контактная информация

 

Адрес: Россия, 191015, Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49

 

Ответственный секретарь оргкомитета (Начальник отдела подготовки научных кадров) —   Орлова Галина Михайловна

 

Телефон: (812) 274-13-17

E-mail: [email protected]

 

Сайт: http://www.crism-prometey.ru

 

 

Материалы IV международной научной конференции «Инновационные педагогические технологии»

Матафонова Т. Н., Комарова Е. В., Доронина А. Н., Кочетова О. П., Моисеева Л. А.

Определение уровня воспитанности подростков

Толстоносова Р. В.

Значение игровой деятельности для детей с ограниченными возможностями здоровья

Щемелёва В. Н.

Словесные игры на уроках английского языка как способ формирования лексических навыков учащихся 3-го класса

Кинева Т. А., Меденцева Ю. В., Щипкова Г. А.

Внеаудиторные мероприятия на иностранном языке как средство повышения мотивации к изучению культуры другой страны

Динасилова А. А.

Эффективность использования интерактивного метода обучения на уроках русского языка и литературы

Пашина Е. В.

Вопросы к тексту как стратегия смыслового чтения

Гасанов Э. Л.

О педагогических основах исследования литературного наследия города Гянджи

Вихирева С. В.

Возможности сетевого взаимодействия в организации проектной и учебно-исследовательской деятельности учащихся

Фатхутдинова О. В.

Дидактическая экскурсия как форма организации процесса обучения (иностранному языку) и фактор формирования положительной мотивации к учению

Однолеткова Е. В., Гонта С. П.

Комплекс методических рекомендаций по составлению и оформлению методической продукции

Якушина О. В.

Преемственность в дошкольном и школьном образовании как залог успешной адаптации ребенка к школе

Лобышева И. С.

Система подготовки учащихся к итоговой аттестации

Ералиева Х. С.

Внедрение инклюзивного образования в Казахстане

Бражникова А. В.

Применение электронных образовательных ресурсов в работе по развитию речи и памяти детей с тяжелыми нарушениями речи (ТНР) в условиях реализации ФГОС ДО

Чернышова И. А.

Психолого-педагогическая характеристика дидактических игр как средства развития детей дошкольного возраста

Закутняя Т. Н., Сидорова И. И.

Формирование основ собственной безопасности у детей старшего дошкольного возраста по ФГОС

Аблитарова А. Р., Сейтибрамова Ф. А.

Организация спортивных игр с детьми старшего дошкольного возраста

Ращупкина О. Н.

Экологическое воспитание под открытым небом

Бирюкова О. И., Абашкина Ю. П.

Развитие эмоциональной сферы детей старшего дошкольного возраста посредством изобразительного искусства и песочной терапии

Алиева Э. Ф.

Методика, цели и задачи проведения музыкально-дидактических игр в ДОУ

Яковлева Е. В.

Нетрадиционная техника квиллинг и ее влияние на развитие творчества у дошкольника

Свалова Е. В.

Формирование у воспитанников представлений о семейных ценностях через знакомство с русским фольклором

Ташкинова Л. В.

Программа дополнительного образования «Робототехника в детском саду»

Банкина Е. А., Гордиенко Н. В.

Эмпирическое исследование индивидуального стиля деятельности воспитателя

Петренко И. В., Гордиенко Н. В.

Результаты констатирующего этапа эмпирического исследования по определению уровня сформированности навыков безопасного поведения дошкольников в условиях дошкольной образовательной организации

Владимирова Н. Ю., Теплых Е. А.

Исследовательская компетентность как основной компонент профессионализма педагога

Батаева Ю. А.

Использование современного математического игрового оборудования для формирования элементарных математических представлений у дошкольников

Панфиленко Г. И., Кислинская Н. П., Кудрина Л. В.

О модели взаимодействия специалистов различного профиля в работе по активизации процесса развития речи

Касьянова А. Н.

Метод проектов в ДОУ как инновационная педагогическая технология

Сейтибрамова Ф. А.

Технологии развития физических качеств (быстроты, силы, выносливости) для детей дошкольного возраста средствами спортивного танца

Бекирова Н. А.

Организация технологии развития эмоционального восприятия у детей старшего дошкольного возраста в процессе ознакомления с природой

Довгополая Т. В., Мустафаева З. И.

Народные сказки как фактор развития чувства прекрасного у детей старшего дошкольного возраста

Свалова Е. В., Талужина О. Н.

Роль экологического воспитания в дошкольном детстве

Аблитарова А. Р., Бекмурадова Г. З.

Предметно-развивающая среда в группе компенсирующей направленности для детей с нарушениями речи

Иванова С. С.

Экспериментальная работа по формированию координационных способностей у детей среднего дошкольного возраста

Ходеева С. Ф., Белоусова Е. Ю., Клевцова М. Н.

Развитие одарённости детей дошкольного возраста посредством творческой игры

Герасименко Т. Ф.

Инновационный образовательный проект «Экологический туризм с использованием скандинавской ходьбы как способ формирования социокультурных ценностей воспитанников и их семей»

Хомич Е. С.

Здоровьесберегающее пространство ДОУ с учетом ФГОС

Громилина Л. В., Камызина Л. В., Морозова М. А.

Создание условий для развития естественно-научных представлений у детей дошкольного возраста

Кардаш Л. И.

Исследовательский проект по теме: «Слова-неприятели»

Худайбердина Р. Х.

Проблемы внедрения предшкольного обучения в ДОУ

Медведева К. А., Нарышкина А. В.

Ребёнок-исследователь

Семёнова О. В., Хорошавина В. В., Фефилова Т. Г.

Формирование основ культуры здоровья у детей дошкольного возраста с ОВЗ

Юшкова Е. В.

Создание предметно-развивающей среды в группе детского сада по ФГОС ДО

Овчелупова В. И.

Организация работы с одаренными детьми при изучении географии. Из опыта работы

Хохлова В. А.

Особенности школьной адаптации младших школьников на первом году обучения

Баянова Л. А.

Использование ИКТ-технологий на уроках гуманитарного цикла при реализации образовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий

Холбоев Б. М., Кузибекова С. Т.

Методика организации экспериментальных работ по физическому воспитанию с подростками в школе и их результаты

Емельянова И. А.

Применение инновационных технологий обучения на уроках русского языка в начальной школе

Валишевская Е. М.

Развитие творческих способностей младших школьников во внеурочной деятельности

Головенченкова Л. И.

Проблемно-диалогическое обучение как фактор развития познавательной активности учащихся 1–4 классов

Кочетков В. В.

Изучение динамики мотивации учащихся 5-8 классов с учетом возрастных особенностей

Окульская Л. В.

Нетрадиционная техника рисования эбру

Кучманова Е. Г., Воронова С. В., Дмитренко Ю. М., Маслова И. В., Карпова И. Н.

Использование здоровьесберегающих технологий в начальной школе

Борисова Е. В.

Социальное проектирование как средство повышения социальной активности учащихся

Зекиев Э. В., Кабиров Т. Р.

Теоретические аспекты пожарной безопасности в образовательных учреждениях

Волкова А. А., Ажгибкова И. Н., Бабкина О. А.

Применение современных инновационных технологий на уроках в контексте ФГОС

Фаттахов А. Х., Ишмуратова Г. И.

Применение исследовательских учебных действий в малых группах на уроках химии

Петрова Л. Б.

Интеграция содержания образования во внеурочной деятельности

Михайленко В. Я.

Взаимодействие педагогического и ученического коллективов с вузами и научно-исследовательскими институтами

Доронина Е. В.

Использование электронных образовательных ресурсов на уроках информатики

Королькова Е. А.

Музыкальное занятие как средство коррекционного развития при обучении и воспитании детей с ограниченными возможностями здоровья

Дотолева И. О.

Научно-практические аспекты формирования экологической культуры детей с нарушением интеллекта в условиях реализации ФГОС

Рождественская Д. А.

Особенности педагогической поддержки детей со сложной структурой дефекта

Васильчук Т. И., Матвиенко Е. Н.

Особенности сенсорных процессов у дошкольников с сенсорной алалией

Дорофеева Т. А., Зинякова А. А.

Изучение вопросов овладения письменной формой речи детьми младшего школьного возраста в психолого-педагогической литературе

Ерёменко . С., Леонова Т. И.

Формы работы педагогов в детском саду через родительские стенды

Ерёменко . С., Леонова Т. И.

Использование малых форм фольклора в младшем дошкольном возрасте (из опыта работы)

Ерёменко . С., Леонова Т. И.

Формирование умений и навыков у детей с задержкой психического развития в процессе использования дидактических игр в разных видах деятельности

Ерёменко . С., Леонова Т. И.

Развитие речи и социо-игровых навыков детей через театрализованную деятельность

Ерёменко . С., Леонова Т. И.

Социо-игровой стиль работы с детьми как эффективная педагогическая технология

Топилин В. С.

Преимущества использования технологии медиаобразования на занятиях по дисциплине «Основы безопасности жизнедеятельности» в учреждении СПО

Семенова Н. В.

Актуальные проблемы образования в СПО: организация самостоятельной работы обучающихся

Левандовская Л. В.

Духовно-нравственное воспитание студентов педагогического колледжа посредством преподавания литературы

Моисеева Т. В., Минько И. А.

Информационные технологии и их роль в профессиональном становлении специалиста по специальности «Садово-парковое и ландшафтное строительство»

Слесаренко И. А.

Управление самостоятельной работой студентов с использованием облачных сервисов

Мураенко Е. Д.

Образовательный туризм как неотъемлемая часть профориентационной деятельности учреждений среднего профессионального образования

Тиунова Н. Н.

Повышение интенсификации учебного процесса студентов колледжа средствами ИКТ

Чернышева С. А.

Применение проектных методов на уроках технологии в педагогическом колледже как одно из условий формирования художественно-эстетической компетенции

Хлюпина Н. Г.

Techniques and activities for teaching culture

Капунова М. И.

Задачи педагогического обучения дизайнеров в процессе формирования готовности к инновационной профессиональной деятельности

Пардаева З. Д.

Применение модульной технологии обучения при изучении художественного произведения

Абдулахадова Ш. Р.

Применение модульной технологии на занятиях русского языка (в неязыковых группах)

Корчагина Л. Н.

Интерактивные формы и методы повышения познавательной и творческой активности обучаемых при обучении инженерной и компьютерной графике

Паршина Т. В.

О вводной лекции по учебной дисциплине «Технический перевод» для студентов-переводчиков

Белоусова А. И., Помеляйко С. А., Белоусов С. В.

Интеграция программы KOMPAS 3D в моделирование конструкций и процессов АПК при обучении в сельскохозяйственном вузе

Бородич С. А., Тепляковская А. Н.

Балльно-рейтинговая система оценки знаний студентов в вузе: проблемы и перспективы

Реализация потребностей курсантов в культурно-досуговой деятельности как аспект профилактики девиантного поведения

Высыпкова Ю. С.

Поведение государственных служащих: роль и необходимость формирования в высшей школе

Колоницкая О. Л.

Педагогический потенциал культурологического подхода к высшему профессиональному образованию

Чебулаева Е. Е.

Реализация идей тьюторства в работе центра поддержки и сопровождения проектов с молодыми педагогами

Герасимов С. И.

Модель эннеаграммы в педагогической деятельности

Ерилова В. В.

Хорошему поведению можно научить. Но как?

Шамшиева А. М.

Применение ИКТ на уроках русского языка и литературы для активизации познавательной деятельности учащихся

Григорьева Н. В.

Внедрение технических средств обучения в МБОУ «Старояшкинской СОШ»

Кутыгин Ю. А.

Инновационные методики обучения стрельбе из автомата

Кувырталова М. А., Фадеева З. В.

Применение инновационных технологий в преподавании биологии

Анкваб М. Ф., Бения Л. Г.

Выдающиеся идеи основоположников народной педагогики

Иванова Ю. С.

Сущность и модели социального сопровождения одаренных детей

Кафедра ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии»

e-mail: EBachurina [at] sfu-kras [dot] ru

телефон: +7 (391) 206-29-44

телефон (лаборатория): +7 (391) 206-29-45

факс: +7 (391) 206-29-43

адрес: пр. Свободный, 82, стр. 6, корпус № 25, ауд. 4-10

Международная кафедра ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» (кафедра ЮНЕСКО «НМиТ») открыта в рамках программы ЮНИТВИН/ЮНЕСКО на основании Соглашения между Красноярским государственным техническим университетом (КГТУ) и Организацией Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры от 27 марта 2001 года и в соответствии с решением Ученого совета КГТУ от 27. 04.2001, при поддержке Администрации Красноярского края.

Неотделимость науки, образования и культуры является одним из положений Устава ЮНЕСКО. Это было положено в основу определения приоритетов развития кафедры и концепцию ее научно-образовательной деятельности.

Миссия кафедры — содействие в рамках международного межуниверситетского сотрудничества развитию научных исследований, образовательной деятельности и распространению информации в области новых материалов, технологий и культуры, а также обеспечению на этой основе высокого качества образования.

Отделения кафедры ЮНЕСКО «НМиТ» открыты при:

• Ассоциации МИДИВАЛЬ (Франция),
• Харбинском политехнической университете (Китай),
• Кассельском университете (Германия),
• Московском государственном индустриальном университете,
• Ярославском государственном университете,
• Томском университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР),
• Омском государственном университете,
• Алтайском государственном техническом университете,
• Сибирском государственный аэрокосмическом университете.

Цель кафедры

Создание гибкой и динамичной инновационной системы подготовки специалистов высшей квалификации с высоким уровнем ключевых профессиональных и общекультурных компетенций, востребованных современным обществом, на основе эффективного взаимодействия международной кафедры ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» со стратегическими, в том числе иностранными партнерами, в области образования, науки и инноваций.

Задачи

• Интеграция кафедры ЮНЕСКО «НМиТ» в международное образовательное и научно-техническое пространство на основе развития и совершенствования международной сетевой структуры и форм взаимодействия при организации инновационного образования.
• Совершенствование содержания и разработка новых образовательных технологий с использованием современных информационных ресурсов. Актуализация учебно-методического комплекса.
• Разработка предложений по оценке качества образования с использованием Европейской системы взаимозачета кредитных часов (ECTS).
• Модернизация и развитие материально-технической базы учебного процесса и научных исследований кафедры ЮНЕСКО «НМиТ».

	Бачурина Елена Петровна инженер +7 (391) 206-29-44, EBachurina [at] sfu-kras [dot] ru, страница сотрудника
	Карпов Игорь Васильевич заведующий лабораториями страница сотрудника

29марта

Состоялось заседание Координационного комитета кафедр ЮНЕСКО РФ

26 февраля 2018 года прошло заседание Координационного комитета кафедр ЮНЕСКО Российской Федерации. Представляем выписку из протокола заседания и выступление главы российской делегации на 39-й Сессии Генеральной Конференции ЮНЕСКО Ольги Васильевой.

05октября Обучение

Разработки СФУ в области образования востребованы в ЮНЕСКО

Представители кафедры ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» презентовали опыт внедрения ТРИЗ-педагогики при подготовке инженеров на международном форуме ЮНЕСКО «Образование-2030: новая концепция развития». Форум прошёл 21–23 сентября 2017 года в Казани.

22сентября Обучение

Образовательные разработки представили учёные СФУ на форуме ЮНЕСКО

Пионерные разработки дидактики устойчивого развития презентовал на международном форуме «Сбережение человечества как императив устойчивого развития» заместитель руководителя кафедры ЮНЕСКО Сибирского федерального университета, доцент, канд. техн. наук Анатолий Козлов. Форум под эгидой ЮНЕСКО проходил в Казани 14–16 сентября 2016 года.

22июня Обучение, Сотрудничество

СФУ представил разработки по образованию в интересах устойчивого развития на конференции ЮНЕСКО

С 8 по 11 июня 2015 года в Ханты-Мансийске в рамках Международного экологического фестиваля «Спасти и сохранить» проходила Международная конференция ЮНЕСКО по образованию в интересах устойчивого развития (ОУР). В работе конференции принял активное и конструктивное участие представитель СФУ — заместитель руководителя кафедры ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии», доцент кафедры радиоэлектронных систем, руководитель коллектива методологов инновационного образования А. В. Козлов.

10декабря Наука, Обучение, Наука

СФУ успешно представил в Томске разработки в области инженерного образования

24–26 ноября 2014 года в Томском политехническом университете состоялась Общероссийская научно-практическая конференция «Качество инженерного образования», где делегация СФУ успешно презентовала разработку нашего университета по формированию инженерного мышления
в различных дисциплинах на основе ТРИЗ-педагогики, согласующиеся с системой инженерного образования CDIO.

Образовательная и научная деятельность

Кафедра осуществляет подготовку магистров и аспирантов по направлениям:

• 220100 «Системный анализ и управление»

  Куратор профессиональной подготовки: проф. Рубан А. И.

  Квалификационная характеристика подготовки

  Компьютеризированная методология проектирования и управления сложными техническими системами является одной из центральных задач этого направления. Создание эффективно функционирующих компьютерных систем поддержки принятия ответственных управленческих решений включает в себя алгоритмическую формализацию, выбор наилучшего варианта из определенного множества допустимых решений и оценку устойчивости при изменениях входных данных. Объектами деятельности здесь являются: проектирование космических аппаратов связи, ретрансляции и навигации, процессы управления и развития предприятий тепло- и электроэнергетики, разработка систем поддержки принятия решений в сложных системах различной природы. К дисциплинам направления отнесены: «Системный анализ проектной деятельности: методы и модели», «Проектирование информационных систем», «Измерения в сложных системах» и ряд иных спецкурсов по выбору.

  Значительный объем в дисциплинах магистерской подготовки занимает математическое моделирование и функционально- структурный подход принятия решений. Применительно к проектированию космических систем используются элементы современных технологий таких как ISE (Intelligent Synthesis Environment), T/BEST (Technology Benefit Estimator) и других.
  В целом, системный анализ процессов проектирования, планирования и управления в сложных системах строится на базе многоаспектного и многоуровневого описания (полиструктурного подхода) с использованием современных пакетов прикладных программ в соответствующей области подготовки. При разработке математических моделей используются современные математические методы и модели многомерного статистического анализа данных, современные модели теории безкоалиционных и кооперативных игр.

  Научные приоритеты

  Несколько взаимосвязанных областей системного анализа представляют область научной деятельности, в частности таких, как:

  Анализ проектных и управленческих решений в сложных человеко-машинных и социально-экономических системах, формализация процессов проектирования и принятия управленческих решений;
  Разработка математических моделей для принятия проектных и управленческих решений в сложных системах на различных уровнях описания;
  Анализ, формализаия и разработка модельного, алгоритмического и программного обеспечения систем управления качеством;
  Разработка моделей, алгоритмов и программного обеспечения для многоуровневых и многокритериальных процессов принятия решений.

  Дисциплины подготовки

  • Современные проблемы системного анализа и управления (.pdf, 123 КБ).
  • Методы анализа данных (.pdf, 125 КБ).
  • История и философия науки и производства.
  • Профессиональный английский язык.
  • Методы принятия решений в сложных системах.
  • Модели и методы искусственного интеллекта.
  • Компьютерные технологии в науке и производстве.
  • Многоатрибутивное принятие решений при формировании мультиверсионных программных средств.
  • Проектирование программных систем.
  • Системы искусственного интеллекта (.pdf, 122 КБ).
  • Метрология и сертификация программных систем.
  • Адаптивные системы управления.
  • Измерения в сложных системах (.pdf, 125 КБ).
  • Управление базами данных.
  • Инженерный анализ технических изделий средствами компьютерного моделирования (.pdf, 123 КБ).
  • Моделирование и исследование технических систем.
  • Оптимизация сложных систем.
  • Образовательные системы (. pdf, 120 КБ).
  • Проектирование информационных систем.
  • Моделирование и оптимизация систем с распределенными параметрами (.pdf, 123 КБ).

• 140400 «Техническая физика»

  Куратор профессиональной подготовки: проф. Слабко В. В.

  Квалификационная характеристика подготовки

  Техническая физика является областью науки и техники, включающей совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, связанных с исследованием, разработкой, созданием и эксплуатацией новых материалов, технологий, приборов и устройств. Объектами деятельности по этому направлению являются: физические процессы и явления, физические и физико-технологические приборы, системы и комплексы, способы и методы их исследования, моделирования и проектирования. Переход от методов физического исследования свойств материалов к технологиям производства продукции требует поиска соответствующего программного обеспечения для направленного синтеза требуемых технических характеристик.

  Новые материалы это одно из приоритетных направлений развития науки. Применение новых материалов в различных областях техники обеспечивает уменьшение массы, размеров и энергопотребления, а также повышение надежности приборов и устройств на принципиально новом технологическом уровне. Композиционные материалы являются основной частью современных материалов. Успешная работа в области материаловедения композиционных материалов требует повышенного уровня подготовки как в области фундаментальных наук — математики, физики, химии, физической химии, так и ряда технических дисциплин — материаловедения, основ современных технологий, физических основ контроля свойств и качества материалов и изделий. Требуется также знание основных видов современных конструкционных материалов, существующих технологий их получения и методов их испытания.
  Кроме обязательных курсов таких как «Квантовая теория твердого тела», «Физико-химические основы современных технологий» и ряда других дисциплин предлагаются курсы по выбору.

  Учебные дисциплины и научно-исследовательская тематика, предлагаемая для магистерской подготовки, имеют целью сформировать современного научного работника, способного ставить и самостоятельно решать научные проблемы.

  Научные приоритеты

  Одной из актуальных задач для современной науки и технологии является получение и исследование композитов с нанодисперсной структурой, создание из них функциональных материалов с заданными свойствами, расширение возможностей их применения. Высокая дисперсность структуры композиционного материала выводит на качественно новый уровень его свойства. Так, стабилизация фрактальных наноагрегатов серебра в полимерной матрице или допирование хромом ультрадисперсного оксида алюминия в процессе ударно-волнового синтеза используется для получения новых оптических материалов, а легирование ультрадисперсных алмазов детанационного синтеза — для получения наноматериалов с повышенными механическими свойствами.
  Научная тематика работ в рамках материаловедческого направления связана с синтезом и исследованием наноразмерных композитов, а также с разработкой и исследованием электропроводящих композиционных материалов.

  Основные направления исследований

  • Наноалмазы и ультрадисперсные оксиды дистанционного синтеза.
  • Фрактальные наноагрегаты серебра.
  • Разрывные электрические контакты низковольтной аппаратуры на медной основе без серебра.
  • Керметы на основе оксидов. Коррозионно-стойкие электропроводящие композиты для несгораемых анодов высокотемпературных электролизеров.

  Дисциплины подготовки

  • Новые направления физического материаловедения.
  • Компьютерные технологии в науке и производстве.
  • История и философия науки и производства.
  • Профессиональный английский язык.
  • Межатомные взаимодействия и связь в твердых телах (.pdf, 122 КБ).
  • Квантовая теория твердого тела (.pdf, 125 КБ).
  • Физика прочности и пластичности.
  • Теория и моделирование наноструктур.
  • Радиоспектроскопия в исследованиях конденсированного состояния вещества (.pdf, 144 КБ).
  • Физика поверхности и границ раздела (. pdf, 124 КБ).
  • Физико-химические основы материаловедения и технологии композитов (.pdf, 132 КБ).
  • Метрология и экспериментальные методы исследования композитов (.pdf, 128 КБ).
  • Обработка материалов концентрированными потоками энергии.
  • Эколого-аналитический мониторинг биосферы (.pdf, 123 КБ).
  • Основы организации наукоемких производств.
  • Фазовые переходы в сплавах (.pdf, 119 КБ).
  • Методы физико-химического анализа (.pdf, 125 КБ).
  • Свойства и получение порошков и волокон.
  • Материалы и методы нанотехнологий.
  • Объемные наноструктуры и нанокомпозиты.
  • Биомедицинские нанотехнологий.
  • Керамические материалы.
  • Физические основы интроскопии (.pdf, 125 КБ).
  • Радиоэлектронные методы и средства интроскопии.
  • Теория физических полей (.pdf, 131 КБ).

Указанные направления профессиональной подготовки имеют частично общие области в широком спектре научной и инженерной деятельности. Квалификация «Магистр техники и технологии» характеризуется качественно новым уровнем подготовки специалистов способных:

• к профессиональной деятельности в научных и научно-производственных учреждениях и организациях любой формы собственности;
• к дальнейшему обучению в аспирантуре по однопрофильным специальностям;
• к творческой деятельности в составе инженерных коллективов, занятых разработкой новой техники и технологии, а также анализом технико-экономических характеристик импортируемого оборудования;
• к научно-педагогической деятельности в государственных и негосударственных средних специальных и высших учебных заведениях.

По всем направлениям магистерской подготовки, по результатам прохождения индивидуального плана обучения возможны зарубежные стажировки в ряде университетов.

Основное внимание в образовательной и научной деятельности кафедры с учетом профиля подготовки специалистов уделяется таким технологиям, как: технологии новых материалов; космического материаловедения; микроэлектроники и наноэлектроники; акустоэлектроники и оптоэлектроники; технологии компьютерных средств искусственного интеллекта и экспертных систем поддержки принятия решений; технологии управления инновационными проектами и прогнозирования экологических результатов проекта; технологии инновационного менеджмента.

На кафедре функционирует научно-методический совет по актуализации содержания дисциплин магистерской подготовки, имеется аспирантура и докторантура смежных с магистерской подготовкой направлений.

Обучение проводится в лабораториях вуза, академических институтах СО РАН и профильных организациях с использованием информационных технологий, ведется углубленное изучение профессионального английского языка. Организуются академические обмены с зарубежными партнерами.

При кафедре создан межфакультетский учебно-исследовательский лабораторный комплекс «Новые материалы и технологии» в составе лабораторий ПНИЛ УДМ: «Порошковая металлургия», «Физика нанокомпозитов» и «Ионно-плазменные технологии».

Междисциплинарность предметного наполнения магистерской подготовки влечет модульное построение курсов, в которых технократические и гуманитарные аспекты сближаются в единой образовательной среде. В рамках учебных планов подготовки магистров, аспирантов, а также в системе повышения квалификации читаются курсы с привлечением отечественных и зарубежных профессоров, ведущих специалистов промышленных предприятий и фирм.

Ф.И.О.	Должность	E-mail	Телефон
Лепешев Анатолий Александрович	Зав. кафедрой	[email protected]	+7 (391) 206-29-43, 206-29-44
Бачурина Елена Петровна	Администратор	[email protected]	+7 (391) 291-21-19
Иваненко Александр Анатольевич	Инженер	[email protected]	+7 (391) 206-29-44
Карпов Игорь Васильевич	Зав. лабораториями кафедры	[email protected]	+7 (391) 206-29-44, 206-29-45
Ткаченко Юрий Сергеевич	Инженер	[email protected]	+7 (391) 206-29-44
Федоров Леонид Юрьевич	Инженер	[email protected]	+7 (391) 206-29-45

Российско-Казахстанская конференция «Новые материалы и технологии» — Календарь событий — Новости

9 декабря 2021 Отдел ИТОНОД

С 15 по 17 декабря в Алтайском государственном университете состоится IX Российско-Казахстанская молодежная научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии».  

В рамках конференции предполагается проведение следующих секций:

1. Новые материалы и технологии их получения;
2. Новые методы и приборы для исследования и диагностики материалов и конструкций. 

По итогам конференции будет издан сборник научных статей, индексируемых в РИНЦ. 

Подробная информация о конференции изложена в информационном письме. 

Версия для печати

Подписаться

поделиться

Подписка на рассылку новостей раздела

Алтайский государственный университет https://www.asu.ru/news/ Подписка добавлена
Вам отправлено письмо для подтверждения адреса. Ошибка подписки

Сентябрь 2022

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
			1	2	3	4
5	6	7	8	9	10	11
12	13	14	15	16	17	18
19	20	21	22	23	24	25
26	27	28	29	30

Топ-10 тенденций и инноваций в индустрии материалов

Преобразования, происходящие в энергетике, автомобилестроении, логистике, производстве и строительстве, в сочетании с развивающимися инновациями «Индустрии 4. 0» стимулируют спрос на новые материалы. Тенденции индустрии материалов варьируются от решений для обеспечения устойчивости, облегчения веса, 3D-печати и обработки поверхностей до разработки интеллектуальных материалов, наносоставов и передовых композитов с улучшенными характеристиками. Кроме того, широкое внедрение методов искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения (МО) и управления данными побуждает ученых гораздо быстрее исследовать и разрабатывать новые материалы. Это ускоряет вывод передовых материалов на рынок с пары десятилетий до нескольких лет.

На карте инноваций показаны 10 основных тенденций в отрасли материалов и 20 многообещающих стартапов

Для этого углубленного исследования основных тенденций и стартапов в области материалов мы проанализировали выборку из 2 453 мировых стартапов и масштабируемых проектов. Результатом этого исследования является инновационная аналитика на основе данных, которая улучшает процесс принятия стратегических решений, предоставляя вам обзор новых технологий и стартапов в индустрии материалов. Эти идеи получены в результате работы с нашей платформой StartUs Insights Discovery Platform на основе больших данных и искусственного интеллекта, охватывающей более 2 500 000 стартапов и масштабируемых компаний по всему миру. Платформа быстро предоставляет исчерпывающий обзор новых технологий в конкретной области, а также на раннем этапе выявляет соответствующие стартапы и расширения.

На приведенной ниже карте инноваций представлен обзор 10 основных отраслевых тенденций и инноваций, которые влияют на компании, производящие материалы, по всему миру. Кроме того, карта инноваций в области материалов показывает 20 тщательно отобранных стартапов, все из которых работают над новыми технологиями, продвигающими свою область. Чтобы изучить индивидуальные идеи, просто свяжитесь с нами.

10 основных тенденций в отрасли материалов

1. 1. Устойчивые материалы
   2. Умные и отзывчивые материалы
   3. Nanotechnology
   4. Additive Manufacturing
   5. Lightweighting
   6. Material Informatics
   7. Advanced Composites
   8. Graphene & 2D Materials
   9. Surface Engineering
   10. Materials Management 4. 0

Click to download

Interested to explore all 2 400+ startups и масштабирование?

Демонстрация расписания

 

Древовидная карта показывает влияние 10 основных тенденций в отрасли материалов

Основанная на Карте инноваций в области материалов, приведенная ниже древовидная карта иллюстрирует влияние 10 основных тенденций в отрасли материалов в 2022 году. Теперь стартапы разрабатывают устойчивые, отзывчивые и интеллектуальные материалы, которые также обладают улучшенными физическими свойствами. Например, биоразлагаемые пластики, термоадаптирующиеся ткани и гибкие дисплеи. Новые составы, в том числе наноматериалы и биоматериалы, придают новые функциональные возможности существующим материалам, расширяя при этом возможности инноваций. Аддитивное производство, передовые композиты и 2D-материалы также привели к разработке различных легких материалов. Наряду с информатикой материалов и управлением, проектирование поверхностей влияет на несколько отраслей, от энергетики, автомобилестроения и строительства до биотехнологий, здравоохранения и текстиля.

Нажмите, чтобы загрузить

Хотите узнать, какая технология больше всего повлияет на ваш бизнес?

Свяжитесь с нами

 

Глобальная тепловая карта стартапов охватывает 2 453 Материалы Стартапы и расширения

Глобальная тепловая карта стартапов, приведенная ниже, показывает глобальное распределение 2 453 образцовых стартапов и масштабирований, которые мы проанализировали для этого исследования. Тепловая карта, созданная с помощью платформы StartUs Insights Discovery, показывает, что Европа и США являются домом для большинства этих компаний, в то время как мы также наблюдаем рост активности в Юго-Восточной Азии, Австралии и Индии.

Ниже вы познакомитесь с 20 из этих 2 453 многообещающих стартапов и масштабируемых компаний, а также с решениями, которые они разрабатывают. Эти 20 стартапов были отобраны вручную на основе таких критериев, как год основания, местоположение, привлеченное финансирование и многое другое. В зависимости от ваших конкретных потребностей ваши лучшие варианты могут выглядеть совершенно по-разному.

Нажмите, чтобы загрузить

10 основных тенденций в отрасли материалов в 2022 году

1. Экологически чистые материалы

Огромный объем отходов, образующихся при использовании и производстве материалов, заставляет правительства разрабатывать различные экологические нормы. Практически все отрасли сталкиваются с проблемами при перестройке своих внутренних процессов с точки зрения жизненного цикла материалов. Компании в строительном, автомобильном, упаковочном и производственном секторах интегрируют экологически чистые материалы, чтобы уменьшить свой углеродный след. В конце концов, эти усилия направлены на уменьшение бремени отходов на планете. Устойчивые материалы также способствуют развитию систем замкнутого цикла и позволяют реализовать экономику замкнутого цикла.

Spectalite производит биокомпаундные материалы

Индийский стартап Spectalite намерен помочь предприятиям автомобилестроения, логистики, упаковки, гостиничного бизнеса и товаров народного потребления в достижении их целей устойчивого развития. Стартап производит биоразлагаемые и перерабатываемые соединения на основе сельскохозяйственных отходов и возобновляемых ресурсов. Его продукция способствует сохранению природных месторождений и лесов, а также обеспечивает масштабируемость и адаптируемость к существующим производственным процессам.

eCO2Blocks разрабатывает экологичные строительные материалы

Португальский стартап eCO2Blocks применяет принципы экономики замкнутого цикла для производства экологически чистых строительных материалов. Углеродно-отрицательные тротуарные блоки стартапа не содержат цемента благодаря внедрению экономически эффективного производственного процесса. Кроме того, eCO2Blocks использует промышленные отходы, непитьевую воду и технологию поглощения углекислого газа, не отвлекая природные ресурсы.

2. Адаптивные и умные материалы

Чтобы соответствовать требованиям некоторых промышленных применений, новые материалы, разрабатываемые в настоящее время, обладают специфическими характеристиками. Достижения в области материаловедения позволяют использовать интеллектуальные материалы с программируемыми свойствами, которые ведут себя или реагируют на воздействия внешних факторов. Новые стартапы разрабатывают материалы и продукты с различными свойствами, от термо-, электро- и фотохромизма до пьезоэлектричества, памяти формы, самовосстановления и свойств фазового перехода, среди прочих характеристик.

Memetis предлагает высокопроизводительные приводы

Немецкий стартап Memetis создает сверхкомпактные миниатюрные приводы на основе сплавов с памятью формы. Стартап обеспечивает эффект памяти в своих материалах, которые также выдерживают экстремальные деформации, а затем возвращаются к своей первоначальной форме. Это свойство поддерживает работу приводов даже в небольших или плотных монтажных пространствах. Memetis предлагает решения для бытовой электроники, телекоммуникаций, оптических технологий, мобильности и промышленности 4.0.

Sorex Sensors разрабатывает технологию объемного пленочного акустического резонатора (FBAR)

Sorex Sensors — стартап из Великобритании, разрабатывающий высокочувствительные датчики микроэлектромеханической системы (MEMS) на кремниевых пластинах с использованием тонкопленочного пьезоэлектрического материала. Стартап использует технологию FBAR для создания пьезоэлектрического эффекта, что позволяет ему точно определять изменения температуры и массы по шкале фемтограмм. Это позволяет небольшим устройствам с низким энергопотреблением реагировать на внешние раздражители. Некоторые варианты использования этого решения включают тонкопленочную метрологию, а также мониторинг газа и твердых частиц.

3. Нанотехнологии

Достижения в области нанотехнологий показывают, что характеристики материалов в наномасштабе отличаются от характеристик их объемных эквивалентов. Распространение нановолокон, нанотрубок, аллотропов, квантовых точек (КТ) и других наноматериалов обеспечивает почти бесконечный источник добавленной стоимости. Это включает в себя усиленную производительность промышленных продуктов, сохраненную на атомарном уровне. Используя наноматериалы, современные компании обеспечивают себе конкурентное преимущество, особенно в секторах электроники, энергетики, мобильности и производства.

Nanolumi производит нанокристаллы перовскита

Сингапурский стартап Nanolumi намеревается преодолеть недостатки технологии QD для электронных дисплеев с помощью надежных и безопасных нанокристаллов перовскита. Стартап сочетает в себе отсутствие кадмия, широкий световой спектр, более чистые цветовые характеристики и пригодность для крупносерийного массового производства. Продукт Nanolumi также предназначен для замены обычных нанокристаллов перовскита и квантовых точек для электроники премиум-класса.

BNNano предлагает улучшенные нанотрубки из нитрида бора

Стартап BNNano из США производит нанотрубки из нитрида бора с супергидрофобными свойствами, высокой электроизоляцией, а также высокими характеристиками термической и механической стабильности. Стартап предлагает свои наноматериалы в виде порошков, лигатур, маточных смесей и индивидуальных смесей. Он находит применение в аэрокосмической, автомобильной, оборонной и текстильной промышленности, а также для радиационной защиты и теплового управления.

4. Аддитивное производство

Новые предприятия по производству аддитивных материалов стремятся выйти за рамки традиционных термопластов и применять материалы, обеспечивающие большую гибкость, индивидуализацию и функциональность при меньшем количестве отходов. Прогресс технологий 3D-печати, в свою очередь, стимулирует модернизацию металлов, сплавов, керамики, волокон и их соединений. Это также способствует появлению совершенно новых и прочных полимерных нитей с улучшенной проводимостью, плавлением и химической стойкостью, среди прочих свойств.

MAT3D предлагает композитные полимерные материалы

Итальянский стартап MAT3D разрабатывает новые полимерные материалы для аддитивного производства, обладающие улучшенными функциональными свойствами. Материалы стартапа заменяют высокопроизводительные пластики для 3D-печати металлом. Его решения также включают различные смолы с повышенными электрическими, магнитными, антибактериальными и термомеханическими свойствами для промышленных рынков.

Chromatic 3D Materials производит 3D-печатные полиуретаны

Стартап Chromatic 3D Materials из США производит набор прочных высокоэффективных полиуретановых эластомеров для 3D-печати, которые одновременно адаптируются и эластичны. Стартап предлагает большую степень настройки и совместимости с добавками, а также обеспечивает качество конечных продуктов. Продукция Chromatic 3D Materials ориентирована, в частности, на рынки автомобилей, производства и потребительских товаров.

5. Легкий вес

Различные отрасли промышленности, от аэрокосмической до мобильной, ищут инновационные способы уменьшения лишнего веса и, следовательно, обеспечивают превосходную топливную экономичность и управляемость. Это стимулирует исследования таких материалов, как алюминий, магний и титан, а также высокопрочных пластиков и углеродного волокна. Эти материалы предлагают предприятиям возможность снизить нагрузку на окружающую среду и эксплуатацию, возникающую из-за их более тяжелых деталей. Более того, инновации в области облегчения веса в отрасли материалов также обеспечивают уровень безопасности и надежности наравне с более тяжелыми аналогами.

TxV Aero продвигает производство композитов для аэрокосмической отрасли

Стартап TxV Aero, базирующийся в США, разрабатывает и проектирует нестандартные ламинированные материалы и готовые композитные детали для применения в коммерческой аэрокосмической отрасли. Используя передовые технологии, стартап производит легкие термопластичные сборки с индивидуальными характеристиками, включая ориентацию слоев, прокладки, форму, близкую к чистой, и многое другое. Кроме того, TxV Aero работает над модернизацией аэрокосмических приложений для повышения общей производительности.

Fibratech производит композитные автомобильные колеса

Польский стартап Fibratech намеревается преодолеть ограничения веса и производительности алюминия в секторе мобильности. Она разрабатывает гибридные композитно-металлические колеса для транспортных средств, дополненные углеродным волокном. Материал Fibratech обеспечивает общее снижение массы, увеличение жесткости и индивидуальный дизайн по сравнению с широко используемыми коваными алюминиевыми колесами.

Хотите узнать, какая технология больше всего повлияет на ваш бизнес?

Свяжитесь с нами

 

6. Информатика материалов

Сегодня крупные компании используют подход к материалам, основанный на данных, дополненный принципами информатики и вычислительных методов, а также машинного обучения и искусственного интеллекта. Это позволяет им тщательно упорядочивать и моделировать данные о материалах. В дополнение к оптимизации способности надежно извлекать научные выводы из данных о сложных материалах, информатика также ускоряет сроки исследований и разработок (НИОКР), экономя время и трудозатраты.

Kebotix создает беспилотную лабораторию для исследования материалов

Американский стартап Kebotix разрабатывает беспилотную лабораторию для исследования материалов, чтобы ускорить исследование новых материалов. Стартап использует большие данные, принятие решений на основе ИИ, специализированную робототехнику и удобный интерфейс для оптимизации циклов для ученых. Kebotix особенно заинтересован в решении проблем в области устойчивого развития, общественного здравоохранения и опасных промышленных веществ.

Matelligence обеспечивает скрининг материалов на основе ИИ

Канадский стартап Matelligence предоставляет экспертам в области материаловедения инструменты для исследования материалов на основе данных. Его решение включает в себя вычислительные методы с запатентованными алгоритмами искусственного интеллекта, чтобы сократить количество необходимых научных экспериментов и ускорить процедуры проверки. Платформа Matellligence в первую очередь нацелена на чистую энергетику, электронику и производство, среди прочих секторов.

7. Передовые композиты

Быстрый рост числа промышленных применений также приводит к разработке различных композитных или гибридных материалов. Стремясь повысить производительность и соответствие нормативным требованиям, а также сократить расходы, новые стартапы внедряют инновации в области смол, волокон, подложек, матриц и отделок для создания нестандартных композитов. Эти составные решения предоставляют расширенные и ориентированные на пользователя приложения, в первую очередь для рынков инфраструктуры, энергетики, промышленности 4.0 и мобильных устройств.

AMP Industrial предлагает композиты с непрерывным волокном для винтов

Американский стартап AMP Industrial производит передовые композиты для беспилотных авиационных систем (БАС). Стартап использует однонаправленные термопласты, армированные непрерывным волокном (CFR-TP), для изготовления своих композитов. Они отличаются высоким соотношением прочности к весу и ударной вязкостью материала, а также поддерживают индивидуальную конструкцию материалов для высокопроизводительных приложений.

ARCEON создает композиты, устойчивые к высоким температурам (HTRC)

Голландский стартап ARCEON создает инновационные жаростойкие композиты для спутников, ракет и деталей двигателей. Ее продукция выдерживает температуру свыше 1000 градусов Цельсия, сохраняет низкий коэффициент теплового расширения, содержит легкие материалы, а также повышает механическую прочность и долговечность.

8. Графен и двумерные материалы

Прорывы в области нанотехнологий позволяют компаниям, занимающимся материаловедением, разрабатывать пути для двумерных или однослойных материалов. Обладая присущей теплопроводностью и механической прочностью, 2D-материалы расширяют возможности промышленного применения. Однако большинство 2D-материалов, таких как германен, силицен, станен и фосфорен, все еще находятся в стадии разработки, за исключением графена. Будучи первым успешно коммерциализированным двумерным материалом, графен улучшает прочность на растяжение, внутрилистовую прочность, долговечность поверхности, подвижность электронов, гибкость и термическое сопротивление. Сектора, использующие графен, включают электронные дисплеи, суперконденсаторы, автомобилестроение, строительные краски и производство пластмасс.

Ionic Industries производит графеновые материалы

Австралийский стартап Ionic Industries стремится преодолеть разрыв между исследованиями графена и разработкой его коммерческих приложений. Стартап включает в себя опыт и запатентованные процессы производства графена и оксида графена. Ionic Industries специализируется на графеновых добавках для очистки воды и нанофильтрации, а также для хранения энергии.

Carbon Waters предлагает Graphene Dispersions

Французский стартап Carbon Waters специализируется на применении жидкого графена для различных рынков. Графеновые дисперсии стартапа обеспечивают барьерные покрытия, смазочные и антикоррозионные свойства для промышленных поверхностей и механизмов. Кроме того, решение улучшает управление температурой для электроники и полупроводников, а также электропроводность для производственных и бытовых устройств.

9. Обработка поверхности

Подверженные постоянному износу, коррозии, УФ-излучению и другим вредным факторам, промышленные поверхности требуют покрытий с повышенной износостойкостью. Это необходимо для защиты автомобильных, промышленных, сельскохозяйственных, морских и производственных активов, а также для повышения производительности. Кроме того, инженерные инновации позволяют придать поверхностям свойства гидрофобности и омнифобности, самоочищения и сглаживания. После COVID-19Вспышка, инженеры-наземные инженеры работают над тем, чтобы освоить противомикробные препараты для более надежной защиты как на промышленных, так и на непромышленных объектах.

SolCold разрабатывает технологию антистоксовой флуоресценции

Израильский стартап SolCold разрабатывает решение для модификации поверхности на основе нанофильтра и активной охлаждающей краски. Используя технологию антистоксовой флуоресценции, стартап преобразует тепло и солнечное излучение в недорогую систему охлаждения. Технология стартапа создает обратную зависимость между солнечной активностью и теплопередачей. Это решение подходит для транспорта, строительства, сельского хозяйства и текстильной промышленности.

OPUS Materials предлагает технологию материалов на заказ

Британский стартап OPUS Materials разрабатывает инновационные грязеотталкивающие и самоочищающиеся покрытия для аэрокосмической, мобильной, морской и возобновляемой энергетики. Решение стартапа улучшает расход топлива и поток воздуха, снижает коррозию и оптимизирует эффективность материалов. Кроме того, OPUS Materials позволяет создавать материалы для покрытий по дизайну, а также поддерживает создание соответствующих цепочек поставок.

10. Управление материальными потоками 4.0

Индустрия 4.0 внедряет свои методы управления материальными потоками, их обработки и обработки. От автономной добычи и передового автоматизированного производства до роботизированных манипуляций и облачных вычислений сектор материалов быстро оцифровывается и взаимосвязан. В результате разработка новых материалов идет параллельно с их промышленной адаптацией через промышленные технологии четвертого поколения.

INTSITE способствует оптимизации горнодобывающих предприятий

Израильский стартап INTSITE намеревается решить проблему неэффективности обработки материалов и горных работ с помощью набора решений для автоматизации с улучшенным ИИ. Стартап оптимизирует траектории движения, межмашинное взаимодействие и алгоритмы машинного зрения. Кроме того, подключенная автономная тяжелая техника INTSITE позволяет владельцам площадок повысить производительность погрузочно-разгрузочных работ и организационную эффективность.

Seriforge обеспечивает массовую настройку для углеродных волокон

Стартап Seriforge из США автоматизирует производство углеродного волокна для достижения высокой производительности и сокращения продолжительности производственного цикла. Запатентованные процедуры стартапа по сшиванию и предварительному формованию в форме сетки позволяют масштабировать производство деталей из углеродного волокна.

Откройте для себя все технологии материалов и стартапы

Прорывы в промышленности обычно идут рука об руку с разработкой новых материалов. Быстрые достижения в материаловедении еще больше ускоряют исследования и эксперименты, повышая устойчивость материалов, легкость, наномолекулярные и программируемые свойства. В свою очередь, те, кто первыми внедрили тенденции в области материалов в аэрокосмической, автомобильной, производственной, энергетической и упаковочной отраслях, пожинают плоды появляющихся инноваций. Стоит определить инновации в материалах, учитывая широкое применение новых материалов в промышленных, коммерческих, а также бытовых изделиях.

Тенденции и стартапы в индустрии материалов, описанные в этом отчете, являются лишь поверхностными чертами тенденций, выявленных нами в ходе нашего глубокого исследования. Среди прочего, устойчивые и умные материалы изменят сектор, каким мы его знаем сегодня. Выявление новых возможностей и новейших технологий для внедрения в ваш бизнес на раннем этапе имеет большое значение для получения конкурентного преимущества. Свяжитесь с нами, чтобы легко и подробно изучить актуальные технологии и стартапы, которые важны для вас.

9 Открытия материалов, которые могут преобразовать производство

Компании-производители предпочитают использовать для своей продукции проверенные материалы — эти материалы уже проверены, а их химические и механические свойства хорошо изучены. Тем не менее, производительность и функциональность продукта часто могут быть улучшены с помощью новых материалов, которые после тестирования и одобрения обеспечивают очень специфические инженерные свойства, которые повышают производительность продукта и создают варианты дизайна продукта, которые были недоступны ранее. Ниже приведены некоторые инновационные материалы, которые могут изменить производство в недалеком будущем.

1. Фторид титана фосфат

Исследователи Центра энергетических наук и технологий Сколтеха в Москве создали материал из фторид-фосфата титана, который может служить новым катодным материалом. Его сильный электрохимический потенциал и стабильность при высоких токах заряда/разряда превосходят стандартные катодные материалы из лития и кобальта, которые являются дорогими и малодоступными.

2. Целлюлозные нановолокна

СЭМ-изображение поперечного сечения волокна, показывающее выровненные нанофибриллы. Фото: КТХ

Королевский технологический институт KTH в Швеции разработал сверхпрочный биоразлагаемый материал с использованием целлюлозных нановолокон из древесины. Уникальная наноструктура материала обеспечивает жесткость при растяжении 86 гигапаскалей и предел прочности при растяжении 1,57 гигапаскалей — в восемь раз жестче, чем шелк паука, который считается самым прочным биоматериалом, и прочнее стали по весу. Этот легкий материал может стать экологически чистой заменой пластика.

Примите участие в нашем тесте: Насколько хорошо вы знаете материалы для 3D-печати?

3. Самовосстанавливающийся гель

Гелевый материал, изготовленный из полимера аминопропилметакриламида (АРМА), глюкозы, глюкозооксидазы и хлоропластов, непрерывно реагирует с углекислым газом из воздуха, расширяясь и со временем становясь прочнее. Это первый фиксирующий углерод материал, существующий вне биологических существ. «Создание материала, который может получить доступ к обильному углероду вокруг нас, — это важная возможность для материаловедения», — сказал ведущий исследователь Майкл Страно, профессор химического машиностроения Массачусетского технологического института.

4. Платино-золотой сплав

Исследователи из Sandia National Laboratories создали золото-платиновый сплав, который в 100 раз более устойчив к истиранию, чем высокопрочная сталь, даже при высоких температурах. Превосходная термическая стабильность материала достигается за счет изменения энергии границ зерен. Под нагрузкой сплав производит собственный алмазоподобный углерод, который может действовать как смазка.

5. Композитные металлические пенопласты

Композитные металлические пенопласты (CMF) состоят из полых металлических сфер, изготовленных из таких материалов, как сталь или титан, которые встроены в металлическую матрицу, обычно изготовленную из стали или алюминия. Испытания показали, что CMF типа «сталь-сталь», названный так потому, что и сферы, и матрица изготовлены из стали, гораздо более огнестойкий, чем сплошной стальной лист. Кроме того, панель CMF из стали и стали весит всего лишь одну треть веса сплошной стальной плиты. Поэтому УМФ рассматриваются как перспективный материал для защиты термочувствительных материалов при транспортировке и хранении, таких как взрывчатые вещества.

Вам также может понравиться: 8 способов, которыми 3D-печать помогает бороться с коронавирусом

6. Шелк паука

Исследователи Sandia National Laboratories Майкл Чандросс (слева) и Ник Аргибай демонстрируют компьютерное моделирование, используемое для предсказания беспрецедентной износостойкости их платино-золотого сплава, и трибометр, используемый для демонстрации этого. Фото: Рэнди Монтойя, SNL

Шелк паука уже считается одним из самых прочных материалов в мире. Теперь ученые обнаружили еще одну уникальную механическую особенность: при определенном уровне влажности воздуха волокна паучьего шелка внезапно сжимаются и скручиваются. Этот процесс, называемый суперсжатием, создает достаточную скручивающую силу, чтобы, возможно, конкурировать с другими материалами для использования в качестве исполнительных механизмов или других типов управляющих устройств.

7. Шрилк

Вдохновленные экзоскелетами насекомых, исследователи из Института биологической инженерии Висса Гарвардского университета создали «пронзительный» биоразлагаемый «пластик». Шрилк, состоящий из хитозана, компонента панцирей креветок, и белка шелка, называемого фиброином, такой же прочный, как алюминий, и на 50 процентов легче. Его биосовместимость, гибкость и прочность делают его привлекательным материалом для имплантируемых медицинских устройств и тканевой инженерии.

8. Углеродный бетон

Исследователи изучают, как армировать бетон углеродным волокном для повышения прочности и долговечности. Большим преимуществом углерода является то, что он не окисляется. В отличие от армированного сталью бетона, который может ржаветь и разрушаться, для защиты углерода не требуется толстых слоев бетона. Добавление углерода в бетон увеличивает его несущую способность в пять-шесть раз по сравнению с традиционным железобетоном, он в четыре раза легче и имеет значительно больший срок службы.

9. Аэрогель

Этот синтетический пористый сверхлегкий материал на 99,8% состоит из пустого пространства. Конечный продукт сверхкритической сушки жидких гелей, таких как оксид алюминия, хром, оксид олова или углерод, материал достаточно прочен, чтобы выдерживать вес, в 20 000 раз превышающий его собственный. Аэрогели имеют открытые поры (газ в аэрогеле не задерживается внутри твердых карманов) и имеют поры в диапазоне от <1 до 100 нанометров в диаметре. Чрезвычайно низкая теплопроводность также делает его высокоэффективным изоляционным материалом.

Выбор редакции: Биотехнология предвосхищает 4D-печать

Материалы будущего

Шрилк получают из хитозана, содержащегося в панцирях креветок, и белка шелка, называемого фиброином, который имитирует микроархитектуру экзоскелета насекомых и быстро биоразлагается в богатое азотом удобрение. Фото: Институт Висса Гарвардского университета

Ученые продолжают создавать более совершенные материалы, которые прочнее, легче и функциональнее обычных материалов. С достижениями в области нанотехнологий новые материалы и комбинации материалов кажутся бесконечными. Текущие НИОКР включают изучение редкоземельных элементов, обладающих уникальными свойствами. Например, неодимовые магниты могут накапливать внушительное количество магнитной энергии, что делает их идеальными для вращения роторов ветряных турбин. Другой редкоземельный элемент, церий, при добавлении к алюминию улучшает его высокотемпературные характеристики. Церий-алюминиевые сплавы также обладают превосходными коррозионными свойствами по сравнению с большинством алюминиевых сплавов.

Поскольку Промышленность 4.0, Интернет вещей и нанотехнологии занимают центральное место, инженеры, ученые и другие исследователи будут продолжать расширять границы материаловедения. Материальный прогресс не только улучшит то, какие типы продуктов мы можем производить, но и повысит наши шансы на создание более здорового и устойчивого мира.

Марк Кроуфорд, писатель-технолог из Корралеса, Нью-Мексико.

10- Инновационные строительные материалы, используемые во всем мире — RTF

Инновации в строительных материалах — непрекращающаяся реальность нашей строительной отрасли, в которой преобладают непобедимые технологии и знания. Наш комфорт и желание достичь новых высот постоянно побуждают нас исследовать все глубже и дальше – новое или существующее. Инновации — это не всегда создание новых технологий или материалов, а развитие того, что у нас уже есть, развитие данного и экспериментирование с ним. В архитектуре это может быть либо художественное использование отходов, либо более культивированное использование основных строительных материалов в соответствии с правилом устойчивости, либо их использование более целенаправленным или выразительным способом.

10 способов инновационного использования материалов архитекторами в своих зданиях-

Биомебель ©LetsBuild

1. Клееный брус

CLT – это устойчивая и эластичная форма инженерной древесины, которая не требует сжигания ископаемых топлива при его строительстве. Он изготавливается путем склеивания слоев цельного пиломатериала вместе, причем слои укладываются перпендикулярно друг другу, что делает его более прочным на растяжение и большую прочность на сжатие. Возникший в Европе, CLT в настоящее время используется во всем мире, играет роль превосходного строительного материала благодаря более быстрому производству, отличному качеству и гибкости в дизайне. Первоначальные затраты на материал выше, но с учетом полной стоимости строительства получается экономия. Из-за естественной эстетики и прочности дизайнеры и строители в настоящее время придумывают строительство небоскребов на основе CLT. Один из ярких примеров использования CLT в здании:

Информация о проекте:

Название проекта: The Smile
Архитектор: Элисон Брукс Архитектор
Местоположение: Лондон
Тип здания: павильон Сочетание архитектуры, паблик-арта и павильона на плацу Колледжа искусств Челси, демонстрирующего возможности использования CLT.

Wander Wood Pavilion Изображение предоставлено Дэвидом Корреа. MinimodCatacuba Изображение предоставлено Леонардо Финноти. Улыбка; © Allison Brooks ArchitectsCLT в The Smile; ©DezeenНочной вид на The Smile; ©Дезин

2. Утрамбованная земля

Утрамбованная земляная конструкция, базирующаяся в основном в Гане, представляет собой местный доступный материал, используемый в строительной системе, в которой земля прессуется в деревянные ящики. Затем обильная глина укладывается слоями высотой 15 см и уплотняется инструментами для достижения упругости и долговечности. Этот материал высоко ценится как эстетический материал на континенте к югу от Сахары наряду с его экологическими и экономическими преимуществами при строительстве жилья для 1,7 миллиона домов. Hive Earth работает над этим проектом в сельских районах Ганы, и один из примеров выглядит следующим образом: —

Узоры утрамбованной земли; © Hive EarthСтена утрамбованной земли; © Hive EarthКорпус с утрамбованной землей; © Hive EarthУтрамбованная Земля; © Hive EarthУтрамбованная Земля; ©Dezeen

Эти стены сделаны из смеси земли, песка, глины и 5% цемента (или извести), и благодаря этому; на стенах образуются несколько волн и узоров, что производит неизгладимое завораживающее впечатление. Хотя все эти цвета являются естественными благодаря доступной земле, и, следовательно, они снижают зависимость от красок и других герметиков, которые выделяют газы, делая интерьер более прохладным и чистым в жарком и влажном климате Ганы.

3. Пигментированный бетон

Бетон — это ахроматический символ силы, который при воздействии на человека вызывает резкость и шероховатость. Однако при добавлении соответствующих пигментированных добавок к цементу, гравию, песку и воде бетонные смеси могут быть окрашены. Помимо эстетики, он добавляет ощущение перспективы и контраста с окружающей средой, уменьшая при этом зависимость от красок и герметиков.

Информация о проекте:

Название проекта: Casa Terra
Архитектор: BernardesArquitetura
Местоположение: Итайпава, Бразилия
Тип здания: Жилой

Красновато-коричневая текстура этого дома прекрасно дополняет окружающие холмы и пышный ландшафт. Стены эмульгированы пигментированным бетоном из оксида железа.

Контраст с окружением; © BernardesArquitecturaCasa Terra Exterior; © BernardesArquitecturaCasa Terra; ©- BernardesArquitecturaCasa Boaçava Леонардо Финотти; © Una Arquitetos

4. The Cabkoma Strand Rod

Это термопластичный композит из углеродного волокна, используемый для наружной отделки зданий исключительно в целях обеспечения устойчивости и защиты конструкций от землетрясений, в основном в Японии. Это самая легкая сейсмическая арматура, тонкая и, следовательно, чрезвычайно прочная, придающая конструкции эстетический вид.

Информация о проекте:

Название проекта: Головной офис Komatsu Seiren
Архитектор: Кенго Кума
Местоположение: Япония
Тип здания: Офис

Легко транспортируемый, устойчивый и чрезвычайно прочный строительный материал создает напряжение и сжатие, поддерживая конструкцию. Он передает все боковые нагрузки, тем самым защищая здание от любых сотрясений. Он в 5 раз легче классических металлических стержней, что способствует еще более легкой конструкции.

Fibres, Изображение предоставлено головным офисом ShinkenchikuKomatsu Seiren, Изображение предоставлено Takumi OtaKomatsu Seiren, внешний вид головного офиса, Изображение предоставлено Takumi OtaFiber Strands, Изображение предоставлено Takumi Ota

5. Светообразующий цемент Светообразующий цемент; ©VibeLight Генерирующий Цемент; ©physLight Генерирующий Цемент; ©LetsBuild

Интересное, но примечательное изобретение, в котором цемент поглощает солнечный свет днем ​​и излучает его ночью. Этот метод позволяет разрушать свойства кристаллизации материалов и позволяет свету проходить, делая его непрозрачным. Этот высокоэнергоэффективный материал доминирует в архитектурной индустрии и, как ожидается, будет использоваться в ванных комнатах, бассейнах, фасадах, дорогах, парковках и кухнях. Его также можно использовать в дорожных знаках из-за светоизлучающих свойств. Этот материал состоит из кремнезема, речного песка, промышленных отходов, щелочи и воды.

6. Блоки для окурков Блоки для окурков; ©ODSButts to Brick; ©InhabitatCigarette Butt Bricks; ©TreeHugger

В мире насчитывается около 1 миллиарда курильщиков. Вы представляете, сколько отходов производится в мире только из-за этих окурков? На тротуарах, вокруг зданий и почти везде! RMIT придумал решение, позволяющее компенсировать отходы и эффективно использовать их при производстве кирпича. Около 1% окурков должно быть использовано в производстве, что позволит получить более экологичный, легкий и энергоэффективный строительный материал. В результате получается равномерный продукт, повышающий изоляционные свойства материала и решающий проблемы будущего.

7. Полые глиняные кирпичи Глиняные кирпичи в качестве теплоотвода ©PinterestГлиняные кирпичи, вид сбоку ©PinterestГлиняные кирпичи ©Pinterest

Можем ли мы использовать традиционные материалы инновационным способом, который решит наши проблемы и поможет пользователям здания контролировать попадание тепла в здание? Глиняные кирпичи являются решением этой проблемы. Необычная форма этого кирпича помогает в основном блокировать солнце и позволяет зданию дышать через его полые ядра, пропуская воздух. Эта конструкция способствует проникновению шума извне в здание, способствуя тепловому комфорту пользователей здания. Свойства 3D придают фасаду эстетический вид и могут быть использованы для формирования нескольких форм и узоров на наружных стенах.

8. Прозрачное дерево Прозрачное дерево; ©КонструкторПрозрачное дерево; ©Futures PlatformПрозрачное дерево; ©Pinterest

Нам всем нравится деревянная отделка полов, конструкционных материалов и потолков. Этот материал, являющийся одним из старейших, находится на пути к изменению, когда исследователи экспериментируют с тем, чтобы сделать его прозрачным. Являясь отличной альтернативой стеклу и пластику, прозрачное дерево экологично и энергоэффективно. В процессе производства лигнин заменяют полимерами, чтобы сделать его прозрачным.

9. Модульный бамбук Будущее высотного бамбука; © Архитектурный дайджест Модульный бамбук; © PinterestМодульный бамбук; © DezeenModular Bamboo; © Architecture Digest

Модульный бамбук подходит для самого универсального строительного материала. Обладая малым весом, доступностью в изобилии и прочностью, чем сталь, этот материал может принимать любую форму в строительстве, а также выступать в качестве основной сейсмостойкой конструкции в различных частях мира. Бамбук может вырасти до 4 футов за пару часов и в основном используется в недорогом жилье на Филиппинах, в Индонезии и на других низменных островах.

10. Вспененный алюминий

Эти панели формируются путем нагнетания воздуха в расплавленный алюминий и при определенной температуре, когда пузырьки воздуха стабилизируются, образуя пенопластовые панели, которые создают интригующие узоры и слои для непрозрачности, текстуры, прозрачности и яркости. В соответствии с производственным процессом пенопластовые панели могут иметь различную плотность, форму и видимость.

Алюминиевая пена; ©TLCD ArchitectureCaixaForum Севилья; Изображение предоставлено Иисусом Гранадом CaixaForum Interiors; Изображение предоставлено Иисусом Гранадом

Эти звукопоглощающие панели создают узоры в интерьерах и играют важную роль в оттенках и тенях. Алюминиевая пена, использованная на фасаде, демонстрирует тоталитарность и бесконечность конструкции и придает ей индивидуальность. Его производство разделяет материал на три типа: малый, средний и большой алюминиевый элемент. Придавая «пенистый» вид, этот материал классифицирует будущее металлического фасада с дышащими порами.

20 Инновационные строительные материалы | ПроЭст

На протяжении веков в строительной отрасли постоянно появлялись инновации. Мы видим, как технологические достижения повлияли на строительную отрасль, от прочного бетона, используемого в древних сооружениях, до стали, используемой в мостах и ​​небоскребах. Некоторые материалы развиваются со временем, но другие являются новыми для отрасли. Необходимость не отставать от спроса на жилье, стихийных бедствий и растущих затрат на строительство создала потребность в разработке новых инновационных решений. В этой статье будут обсуждаться некоторые из новых инновационных строительных материалов.

Содержание

1.

Панели Allusion

Панели Allusion представляют собой форму облицовки из стабилизированной алюминиевой пены, которая создает прочные и легкие панели, напоминающие металлические губки. Панели Allusion обладают такими отличительными чертами, как звукоизоляция, долговечность, огнестойкость и простота монтажа. Они используются для стеновых панелей, фасадов, потолков, полов, вывесок и осветительных приборов. Они имеют практически безграничное применение в строительстве и архитектуре.

2.

Прозрачное дерево

Прозрачное дерево — революционный строительный материал, отличная альтернатива стеклу и пластику. Он имеет ту же прочность, что и пиломатериалы, и намного легче. Его изготавливают путем сжатия и обработки тонких полос дерева. Лигнин заменяют полимерами, чтобы сделать древесину прозрачной в процессе обработки. Среди благоприятных свойств прозрачного дерева — его низкая плотность по сравнению со стеклом, низкая теплопроводность и высокое оптическое пропускание. Оптическое пропускание снижает потребность в искусственном освещении, тем самым минимизируя энергопотребление.

3.

Гидрокерамика

Гидрокерамика – это новая технология возведения стен, позволяющая стенам реагировать на температуру наружного воздуха. Эти умные стены сделаны из глиняных панелей и водяных капсул, которые поглощают воду для охлаждения здания. Гидрокерамическая стена действует как охлаждающее устройство, снижая температуру и повышая влажность. Захваченная вода может испаряться, когда наружное тепло поднимается и вытесняет холодный воздух в здание. Эти стены могут снизить температуру в помещении до 5 градусов по Цельсию. Он также увеличивает влажность в жарком и сухом климате на 15%, делая помещение более пригодным для проживания. Глина и гидрогели недороги, что делает эти здания недорогой альтернативой.

4.

Пигментированный бетон

Пигментированный бетон получают путем добавления сухого порошка или жидкого бетона на этапе смешивания. Мы получаем большинство этих пигментов из оксида железа или красителей. Традиционно бетон серый, но пигментированный бетон дает более теплые оттенки желтого, коричневого, красного, зеленого, синего и их цветовых производных. Пигментированные бетоны не подвержены истиранию, а под воздействием тепла и света не тускнеют цвета. Этот тип бетона используется для полов, фасадов и других декоративных целей.

5.

Бамбуковый железобетон

Сталежелезобетон относится к наиболее распространенным строительным материалам. Тем не менее, бамбук является альтернативным материалом, используемым для армирования. Бамбук уже много лет используется в строительстве из-за его выдающихся свойств при растяжении. Бамбук превосходит древесину и, в некоторых случаях, конструкционную сталь. Большинство архитекторов, которые придерживаются устойчивого мышления, используют бамбук в строительстве. Тем не менее, бамбук имеет некоторые недостатки, если его не обрабатывать. Он может разбухнуть от воды и сгнить. В современном строительстве бамбук не используется в естественном трубчатом виде. Растительные волокна экстрагируются и смешиваются с натуральными смолами, образуя универсальный материал с прочной структурной матрицей.

6.

Кирпичи, поглощающие загрязнения 

Устойчивое развитие в строительстве является одним из факторов, вызывающих серьезную озабоченность. Увеличение плотности населения и загрязнение окружающей среды создают серьезные проблемы, которые подталкивают отрасль к разработке устойчивых решений. Кирпичи, поглощающие загрязнения, фильтруют воздух снаружи и подают его внутрь зданий. Эти кирпичи представляют собой блоки из пористого бетона, предназначенные для направления воздушного потока в систему. Эти кирпичи дешевы по сравнению с технологиями механической фильтрации. Они также потребляют меньше энергии и не требуют квалифицированного труда для создания системы.

7.

Самовосстанавливающийся бетон

Это новый вид бетона, имитирующий заживление человеческого тела после ранения. Это достигается путем выделения некоторых материалов в бетон. Этот бетон изготавливается путем добавления в бетонную смесь волокон или капсул, содержащих клейкие жидкости. После растрескивания капсулы или волокна разрываются и выделяют жидкости, впоследствии заживляющие бетон. Однако эта технология все еще находится на стадии исследований. Это автоматическое восстановление бетона увеличит срок службы бетона и снизит затраты на ремонт. Если трещины расширяются и доходят до арматуры, это приводит к коррозии. Однако самовосстанавливающийся бетон препятствует этому.

8.

Аэрографит

Аэрографит представляет собой материал, изготовленный из сети небольших полых углеродных трубок. Аэрографит прочен, гибок и поглощает световые лучи. Аэрографит стабилен при комнатной температуре и может без повреждений выдерживать сильные вибрации. Он также является хорошим проводником электричества. Можно сжать аэрографит, чтобы он занял 95% его нормальной площади, и вернуть его к стандартной форме без повреждений. Напряжение только укрепляет материал. Аэрографен в основном используется в строительстве для изготовления систем очистки, авиационных материалов и спутников.

9.

Блоки для окурков

Согласно исследованию, только в Австралии ежегодное потребление сигарет составляет от 25 до 30 миллиардов. 7 миллиардов из этих сигарет выбрасываются. Тем не менее, мы можем использовать окурки при производстве кирпича, что значительно сократит отходы, производимые этими окурками. Добавление окурков к кирпичам во время производства также снижает затраты энергии до 58%. Кирпичи с этими дополнительными свойствами легче и обладают хорошими изоляционными свойствами. Изоляционные свойства снижают затраты на отопление и охлаждение жилья. Некоторые исследователи утверждают, что окурки снижают пригодность кирпича для несущих стен. Однако мы можем уменьшить концентрацию, чтобы соответствовать требованиям.

10.

Светогенерирующий цемент

Согласно исследованию UMSNH of Morelia, бетон может поглощать и излучать свет, обеспечивая лучшую функциональность и универсальность в отношении энергоэффективности. Светогенерирующий цемент имеет множество потенциальных применений. Мы можем использовать его на парковках, в бассейнах и на дорожных знаках безопасности. Мы производим этот цемент, изменяя микроструктуру цемента, чтобы он поглощал солнечную энергию, а затем излучал свет в темноте. В настоящее время цвета светогенерирующего цемента — синий и зеленый, и подрядчики могут регулировать интенсивность света в соответствии с требованиями.

11.

Пустотелые глиняные кирпичи

Кирпич был неотъемлемой частью строительства с незапамятных времен. Тем не менее, пустотелые глиняные кирпичи — это новый тренд в строительстве. Они перфорированы и специально облицованы изоляционным материалом. Они легкие, экологически чистые и имеют низкое водопоглощение. Также они имеют лучший эстетический вид по сравнению с традиционным кирпичом. Поскольку эти кирпичи легче по весу, они способствуют более быстрому строительству и скорейшему завершению проекта. Они имеют хорошую прочность на сжатие и могут использоваться в перегородках.

12.

3D-графен

Графен — уникальный наноматериал с отличными тепловыми, электрическими и оптическими свойствами. 3D-графен имеет 5% плотность стали, но в десять раз прочнее стали. Графен долгое время интересовал ученых, но их стандартная двумерная форма принесла мало пользы в строительстве. На заре 3D-печати маленькие чешуйки графена сжимались под высоким давлением и при высокой температуре и создавались структуры, похожие на цилиндры, способные выдерживать значительные нагрузки. Графен может поддерживать небоскребы до 98000 футов.

13.

Наночастицы

Нанотехнологии в строительстве направлены на использование наночастиц для изготовления твердых конструкционных материалов. Наночастицы также сокращают использование натуральных материалов, поскольку они делают более прочные материалы, занимающие меньше места. Это более быстрый и безопасный способ осуществления строительных проектов. Примеры наночастиц в бетоне включают нанокремнезем, нанотитан, углеродные нанотрубки и оксид графена. Мы можем добавлять эти материалы в цемент, чтобы улучшить прочность бетона на изгиб, растяжение и сжатие. Эти материалы улучшают эксплуатационные характеристики конструкций и их общий срок службы. Углеродные нанотрубки в бетоне обладают свойствами самоочищения, что упрощает мониторинг состояния конструкции.

14.

Шерстяные кирпичи

Производители изготавливают кирпичи из шерсти, комбинируя шерсть с глиной, используемой в производстве кирпича. Это шаг к устойчивому строительству, поскольку шерстяные кирпичи являются продуктом с нулевым выбросом углерода. Они производят кирпичи в кирпичных печах, которые выделяют токсичные пары с высокой концентрацией углерода. Традиционное производство кирпича приводит к серьезным экологическим последствиям. Однако шерстяные кирпичи сочетают в себе шерсть, глину и натуральные полимеры, и эти кирпичи стабильны и используют естественные доступные материалы. Они также более прочны по сравнению с обычным кирпичом.

15.

Марсианский бетон

Бетон имеет решающее значение при строительстве сооружений на земле. Однако марсианский бетон может очень помочь в строительстве сооружений на Марсе. Вода является основным компонентом, используемым для строительства на земле. Однако на Марсе есть тонны серы, которые покрывают 17% общей площади поверхности планеты. Марсианский бетон производится путем нагревания серы до 240 градусов по Цельсию и смешивания ее с марсианской почвой. Этот бетон достигает прочности на сжатие до 50 МПа, если его сжать перед отверждением, чтобы уменьшить образование пустот. Одним из преимуществ марсианского бетона является то, что он быстро схватывается и его легко использовать повторно.

16.

Искусственный паутинный шелк

Шелк паука — один из интригующих материалов в природе. Его можно долго растягивать, прежде чем он сломается. Исследователи из Кембриджа разработали материалы, имитирующие силу и энергоемкость паучьего шелка. Искусственный шелк паука изготавливается из материала, известного как гидрогель, который на 98% состоит из воды. Гидрогель содержит волокна кремнезема и целлюлозы, которые после испарения воды образуют прочные волокна. Искусственный паутинный шелк можно изготовить при комнатной температуре, что позволяет легко производить его в больших масштабах. Искусственный паутинный шелк в 340 раз прочнее бетона, и из него можно изготавливать акустическую строительную плитку.

17.

Стекло электрогенераторное

Использование энергии в застроенных помещениях вызывает серьезную озабоченность, учитывая, что на здания приходится 40% глобальных выбросов углерода. Так родилась идея энергогенерирующего стекла. Солнечные и ветровые системы используются уже давно, но теперь превращение окон в солнечные батареи стало реальностью. Так родилась идея энергогенерирующего стекла. Стекло, вырабатывающее энергию, похоже на обычное стекло, но оно может отражать длины волн невидимого света и преобразовывать их в энергию. Это стекло снижает затраты на электроэнергию, сводит к минимуму загрязнение окружающей среды и добавляет архитектурной привлекательности зданию.

18.

Бальза из углеродного волокна

На протяжении веков пробковое дерево использовалось в строительстве благодаря его прочности и легкости. Однако пробковая древесина дорога и имеет естественные вариации, которые могут препятствовать достижению точных требований. Введение смолы из углеродного волокна в пробковое дерево делает разработанный композит легким и легким для достижения определенной жесткости.

19.

Микробная целлюлоза

Микробная целлюлоза — это устойчивый строительный материал, полученный из возобновляемых источников и представляющий собой смесь дрожжей, микроорганизмов и бактерий, используемых для создания слоистых структур. Многие виды бактерий производят бактериальную целлюлозу, используемую в производстве микробной целлюлозы. Он образует структурную мембрану, которую мы можем применять при изготовлении таких элементов, как вывески и фасады зданий. Микробная целлюлоза биоразлагаема и поэтому не способствует загрязнению. Его также легко и дешево производить, что создает хорошую основу для массового производства и устойчивого строительства.

20.

Биоуголь

Биоуголь представляет собой вещество, напоминающее древесный уголь и изготовленное из разлагающихся органических веществ при высоких температурах без доступа кислорода. Производители добавляют в биоуголь почвенные добавки для улучшения водопоглощения и улавливания влаги. Биоуголь — хороший строительный материал, который снижает большинство выбросов парниковых газов из бетона и пластика. Преобразование всех органических отходов на свалках в биоуголь сократит глобальные выбросы метана на 11%. Добавление биоугля в кирпич снижает количество цемента, используемого в бетоне, и общее количество углекислого газа, образующегося при производстве бетона. Биоуголь также используется с пластмассами для изготовления кирпичей и уменьшения глобального количества пластиковых отходов.

Резюме

Строительные материалы Новые материалы влияют на строительные процессы. Они обеспечивают превосходную структурную защиту и использование энергии. Новые строительные материалы также соответствуют устойчивым стандартам и спецификациям.

Традиционные материалы полностью исчезнут со строительной сцены или превратятся в новые, экономичные и экологически чистые материалы. Использование новых материалов снижает затраты на строительство без ущерба для качества. Понимание тенденций новых строительных материалов в отрасли поможет вам не сбиться с пути и сыграть свою роль в охране окружающей среды.

Инновационные материалы и технологии для устойчивого дорожного покрытия

Операции технического обслуживания

23 декабря 2021 г. mndotresearch Оставить комментарий

В поисках улучшенных методов обнаружения повреждений дорожного покрытия исследователи исследовали две инновационные добавки к битумным вяжущим: нанопластинки графита и концентраты таконита. Они также исследовали способность микроволновой энергии восстанавливать подповерхностные трещины.

Один из принципов, лежащих в основе стратегий планирования жизненного цикла для эффективного управления транспортными активами, заключается в том, что выполнение технического обслуживания дорожного покрытия при обнаружении повреждений существенно продлевает срок службы дорожного покрытия. Каждый доллар, который MnDOT и местные агентства тратят на ремонт участка дорожного покрытия в начале его эксплуатации, может сэкономить от 6 до 10 долларов на будущих затратах на реконструкцию, если дорожное покрытие будет изнашиваться. Тем не менее, MnDOT и местные агентства нуждаются в более инновационных решениях для решения проблемы старения дорожной инфраструктуры, поскольку современные материалы и технологии не могут справиться со скоростью износа дорожной системы.

«Результаты этого проекта поддерживают разработку новых асфальтовых материалов с добавками GNP/таконита. Они могут помочь в раннем обнаружении повреждений и обеспечить заживление асфальта и улучшенное сцепление между слоями с помощью микроволновой технологии», — сказал Хуан Пинеро, старший инженер-техник округа Хеннепин.

Предыдущее национальное исследование с участием MnDOT изучало графитовые нанопластинки (GNP) в качестве добавки к асфальту. ЗНЧ представляют собой чрезвычайно маленькие сложенные друг в друга группы графена — отдельные слои графита, распространенной кристаллической формы углерода, — которые обладают высокой электропроводностью и могут повысить прочность полимера. Битумные вяжущие, модифицированные полимерами, стали нормой по всей Северной Америке. Новые характеристики и функциональность GNP могут позволить раннее обнаружение подземных повреждений и помочь в более эффективных методах ремонта асфальтового покрытия.

MnDOT и местные агентства поддержали дальнейшее изучение ВНП и таконитовых концентратов из железосодержащих осадочных пород в качестве добавок к асфальтовым вяжущим с акцентом на возможные улучшения в обнаружении повреждений, ремонте дорожного покрытия и повышении его долговечности. Исследователи из национального исследования были привлечены вместе с другими, чтобы продолжить это исследование для MnDOT и местных агентств.

Какова была наша цель?

Целью этого проекта Местного дорожного исследовательского совета было изучение способности асфальтовых вяжущих и смесей, модифицированных ВНП и концентратами таконита, обнаруживать повреждения и восстанавливать их. Связанной с этим целью было исследование способности к термоскреплению нового материала липкого покрытия, модифицированного этими же материалами.

Что мы сделали?

Сначала исследователи провели обзор литературы, чтобы изучить современные знания и практику неразрушающего контроля асфальтовых покрытий. Затем исследовательская группа провела исследование проекта, состоящее из четырех частей.

Сначала они проверили образцы битумного вяжущего на электрическую проводимость. Команда провела эксперименты по электропроводности с четырьмя зондами на четырех битумных смесях, модифицированных GNP/таконитом. Они подготовили образцы, смешав битумное вяжущее с частью материала GNP, затем вылили смесь в форму, подготовленную с четырьмя электрическими зондами, расположенными так, чтобы они были погружены в затвердевшее вяжущее. Два внешних датчика передавали ток, а два внутренних датчика измеряли напряжение. С помощью этого процесса они определили соотношение компонентов смеси, необходимое для облегчения измерения напряжения в образцах битумного вяжущего.

Исследователи проверили электропроводность асфальтовых смесей, используя образцы полос с добавлением НЧ/таконита. В образцы были вставлены четыре электрических зонда: два внешних зонда подавали ток, а два внутренних зонда измеряли напряжение внутри образца.

На втором этапе исследователи рассмотрели вопрос о том, как можно использовать электрическую проводимость битумного вяжущего, содержащего НЧЗ/таконит, для обнаружения повреждений в образце асфальта. Исследователи разработали математическую модель, чтобы показать взаимосвязь между степенью повреждения образца и изменением электропроводности. Они провели четырехзондовые эксперименты по электропроводности на образцах вяжущих, модифицированных ЗНЧ/таконитом, с разной глубиной надрезов, представляющих собой трещины. Фокус этого исследования был ограничен случаем, когда повреждение представляет собой дискретную макротрещину, распространенный вид локализованного повреждения.

Затем они исследовали применение микроволновой энергии к модифицированному GNP/таконитом асфальту в качестве средства залечивания подповерхностных трещин. Исследователи подготовили образец куска асфальтового покрытия и нанесли ему повреждения в лаборатории. Затем они подвергли образец воздействию микроволновой энергии и повторно проверили электропроводность образца.

На заключительном этапе исследователи исследовали способность микроволновой энергии усиливать сцепление модифицированного GNP/таконитом связующего слоя, покрытия для объединения двух слоев асфальта. Этот интерфейс является общим слабым местом на асфальтовых покрытиях.

Что получилось?

В обзоре литературы описано несколько неразрушающих методов обнаружения повреждений дорожных покрытий, таких как ультразвуковой и георадар. Это исследование дополняет технологии и методы.

«В ходе этого исследования были разработаны битумные смеси, модифицированные ЗНП/таконитом — новый тип асфальтового материала, который можно залечивать микротрещины с помощью микроволнового нагрева. Этот новый материал представляет собой экономически эффективное средство раннего ремонта и реабилитации асфальтовых покрытий», — сказал Цзя-Лян Ле, доцент кафедры гражданского, экологического и геоинженерного строительства Университета Миннесоты 9. 0003

Исследователи показали, что добавление 6% ВНП и таконитовых концентратов к битумному вяжущему привело к получению электропроводящего материала. Исследования по обнаружению повреждений, отслеживающие электрическое сопротивление в трещинах, сначала казались успешными, но более поздние испытания были испорчены влагой в образце: первые испытания были завершены в сухом январе, вторые — во влажном июне. Вода электропроводна; влажность в образце проводила электричество через трещины и ставила под угрозу данные.

Микроволновое расследование успешно завершено. Воздействие микроволновой энергии на поврежденный образец материала ЗНЧ/таконита восстанавливало его до исходного состояния. Использование микроволновой энергии для повышения прочности липкого покрытия показало некоторые перспективы, но различия между результатами были слишком велики, чтобы делать какие-либо выводы. Показано испытание большего количества образцов.

Что дальше?

Перспективными оказались испытания в рамках проекта инновационных материалов для обнаружения повреждений и залечивания микротрещин дорожного покрытия. Исследователи рекомендовали провести тестирование в открытой лаборатории MnROAD MnDOT.

• Страница исследовательского проекта
• Отчет об исследовании

Нравится:

Нравится Загрузка…

асфальтовые вяжущие средствауправление активамиинфраструктурапланированиежизненного циклаLRRBpavement life

Блог Миннесоты по исследованиям в области транспорта

Material Technology Innovations Co., Ltd.

О MTI

Как энергичный стартап, в 2014 году компания Material Technology Innovations Co., Ltd (аббревиатура: MTI) была основана в Гуанчжоу, Китай.
В последние месяцы компания посвятила свой энтузиазм сообществу аддитивного производства, в котором работают 8 инженеров с различным опытом работы в области материаловедения, химии, механики и порошковой металлургии. В настоящее время MTI проводит…

Подробнее

Продукция

• На основе кобальта

  Сплавы на основе кобальта часто используются в различных областях, где требуется высокая износостойкость, включая аэрокосмическую промышленность, столовые приборы, медицинское оборудование и инструменты. Он широко используется для зубных мостов, зубных коронок, искусственных зубов благодаря превосходным прочностным свойствам, высокой температуре плавления и невероятной прочности при высоких температурах

  Подробнее

• Титан и титановый сплав

  Высокая прочность, низкий вес и выдающаяся коррозионная стойкость, присущие титану и его сплавам, привели к широкому и разнообразному спектру успешных применений, требующих высокого уровня надежности в хирургии и медицине, а также в аэрокосмической отрасли. , автомобилестроение, производство электроэнергии, химический завод, спорт, добыча нефти и газа и другие основные отрасли промышленности.

  Подробнее

• На основе железа

  Отличные механические свойства и коррозионная стойкость, а также экономическая эффективность по сравнению с нержавеющей сталью привели к широкому спектру применения в автомобильной, медицинской и общей промышленности, используемой для производства ряда продуктов, включая хирургические инструменты, металлические фильтры. , насосы, рабочие колеса и конструкционные автомобильные детали.

  Подробнее

Применение

• Аддитивное производство (AM)

  3D-печать, также известная как аддитивное производство, является одним из многих различных процессов, используемых для синтеза трехмерного объекта. В 3D-печати последовательные слои материала наносятся под контролем компьютера. Эти объекты могут иметь практически любую форму или геометрию и создаются на основе 3D-модели или другого электронного источника данных. 3D-принтер — это тип промышленного робота. 3D-печать в первоначальном смысле этого термина относится к процессам, при которых материал последовательно наносится на слой порошка с помощью головок струйного принтера. Совсем недавно значение этого термина расширилось, чтобы охватить более широкий спектр методов, таких как процессы экструзии и спекания.

  Подробнее

• Термическое напыление

  Методы термического напыления представляют собой процессы нанесения покрытия, при которых расплавленные (или нагретые) материалы напыляются на поверхность. «Исходное сырье» (предшественник покрытия) нагревается электрическими (плазменными или дуговыми) или химическими средствами (пламя горения). Термическое напыление позволяет получать толстые покрытия (примерный диапазон толщины от 20 микрометров до нескольких миллиметров, в зависимости от процесса и исходного сырья) на большой площади с высокой скоростью осаждения по сравнению с другими процессами нанесения покрытий, такими как гальванопокрытие, физическое и химическое осаждение из паровой фазы

  Подробнее

• Литье металлов под давлением (MIM)

  Литье металлов под давлением (MIM) представляет собой процесс металлообработки, при котором тонкодисперсный металл смешивается с определенным количеством связующего материала, чтобы получить «сырье», способное обрабатываться оборудованием для обработки пластмасс через процесс, известный как формование литьем под давлением.