Cześć!

Jeszcze na studiach pracowałem nad pewnym modelem wirtualnym który chciałbym teraz przełożyć na rzeczywistość.
Studiowałem jednak Mechanikę a nie chemię i bardzo brakuje mi wiedzy w tej dziedzinie by popchnąć projekt dalej.
Byłbym bardzo wdzięczny za pomoc, razem możemy zrobić naprawdę coś ciekawego

Ale do rzeczy:
Poszukuję substancji chemicznej - (związku, mieszaniny, czegoś ) co zachowywałoby się w określony sposób:
Mamy ciało stałe wykonane z tej substancji, niech będzie to podłużny walec. walec ogrzewamy po jednej stronie a potem zamaczamy w roztworze tej substancji.
W wyniku czego po stronie ogrzanej drobiny substancji z roztworu przyczepiają się do walca. Jednak po stronie zimnej takie zjawisko nie zachodzi.
W efekcie czego, po wyciągnięciu walca z roztworu mamy walec odrobinę grubszy po jednej stronie (tej ogrzanej właśnie).

To o czym piszę może być da was banalne ale jednak dla mnie to zupełnie nowa dziedzina, co więcej, to dopiero początek tego projektu, Ale od czegoś muszę zacząć

Teraz w sumie przyszło mi do głowy, że ten dział może być niewłaściwy do mojego zagadnienia... Czy można by prosić jednego z moderatorów o przeniesienie go do działu "Chemia Ogólna"?

Po co sobie tak utrudniać jak są tokarki ?
Jeszcze miałoby to sens gdybyś potrzebował na dany koniec nałożyć warstwę innego metalu - wtedy polecam pokrycia galwanotechniczne - tylko wtedy nachodzi pytanie, co dla Ciebie znaczy odrobinę grubsze ? 10 mikronów ? a może 10 cm ?
Zdecydowanie za mało danych podałeś. Co potem miałoby się dziać z takim walcem i jakie miałby mieć wymiary, bo nawet jak teraz ktoś Ci znajdzie odpowiednie substancje, to za jakiś czas możesz stwierdzić, że ze względów na wytrzymałość mechaniczną nie będzie się to nadawało.

ps. szkło by się nadawało zgodnie z Twoim opisem problemu

Wielkie dzięki za odpowiedź!

Niestety tokarka totalnie nie wchodzi tutaj w grę, gdyż mojego walca nie będę klasycznie ogrzewać. Będzie się on ogrzewał w wyniku innych procesów, bardzo nierówno, i na 100% nie wyjdzie z tego kształt technologicznie wykonalny dla tokarki, nawet takiej wieloosiowej. Raczej spodziewam się jakiegoś biologicznie wyglądającego paskudztwa

Jeśli chodzi o grubości to wszystko od 0,001 mm w górę byłby naprawdę super, bo zamierzam taki proces zautomatyzować i powtarzać setki jeśli nie tysiące razy, więc na końcu efekt zdecydowanie będzie zauważalny.

Szkoło to świetny trop, pierwsza rzecz jaka pasuje. Jednak zdecydowanie może być tu problem z kruchością. Może jakieś inne pomysły?

Ogólnie, by jeszcze zawęzić poszukiwania to szukam dosłownie czegoś, co samo będzie przyrastać w swoim własnym roztworze pod wpływem lokalnej, wysokiej temperatury. Sam materiał nie musi być jakiś wytrzymały, jednak kruchość szkła może okazać się problemem.
Idealnie byłoby dla mnie znaleźć metal, którego miałbym długi pręt, niczym kowal wkładałbym go na chwilkę do pieca, potem uderzał młotkiem, na chwilę wkładał nie do wody tylko do 'magicznego' roztworu gdzie drobinki metalu uczepiałby się gorącej część tworząc warstwę 0,1 mm a potem zaczynałbym cały proces od nowa, wkładał do pieca itd itd... Oczywiście wiem, że nic takiego pewnie nie zjadę. Ale czy jest coś chociaż podobnego?

Pozdrawiam

Do jakiej temperatury chcesz ogrzewać materiał i w jaki sposób zapewnisz ostrość pomiędzy obszarem nieogrzanym, a ogrzanym?

Dzięki za dołączenie do tematu

Nie chcę przesadnie rozgrzewać elementu, szczerze to różnica w temperaturze obszarów ciepły/zimny wynosić będzie 40-60 stopni C.
jeśli chodzi o ostrość to właśnie nie chcę jakoś wyraźnie oddzielać tych stref, idealnie byłoby, aby sama reakcja zachodziła liniowo, tj:
Obszar zimny ma 20 stopni (temp. pokojowa) obszar ciepły 70, delta temp. = 50 a więc na walcu możemy wyznaczyć kolejne obszary
gdzie:
temp = 20 stopni i reakcja zachodzi z ~0% skutecznością
temp = 30 stopni i reakcja zachodzi z ~20% skutecznością
...
temp = 60 stopni i reakcja zachodzi z ~80% skutecznością
temp = 70 stopni i reakcja zachodzi z ~100% skutecznością

taki model byłby dla mnie idealny. Wyraźnie skwantowanie obiektu na obszary "reakcyjne" i "niereakcyjne" tak naprawdę tylko utrudniłoby mi robotę.

Ja bym podszedł do tematu w ten sposób, że pokrył bym dany element warstwą zabezpieczająca (izolator). Podgrzanie miejscowo niszczyło by izolator, usuwało go. W odsłoniętych miejscach można by elektrochemicznie osadzać wybrany metal.

Super, podoba mi się ten pomysł

Czyli cały proces wyglądałby następująco:
1)biorę walec -> pokrywam izolatorem -> podgrzewam jego pewną cześć (izolator tam schodzi) -> elektroliza -> pokrywam izolatorem -> I tak w kółko

Wielkie dzięki, ale to dopiero pierwsza część moich perypetii

Ale ten patent przyda się też w tej drugiej części:
Wprowadzając takie powłoki mógłbym też chyba zrobić proces odwrotny, to znaczy
"wyżerać" z walca obszary które nie osiągnęłyby wymaganej temperatury, na zasadzie:

2)biorę ten sam walec -> podgrzewam, (znowu lokalnie) -> i jeszcze gorące wkładam do roztworu który przywiera w gorących miejscach a który po zaschnięciu stanie się izolatorem(2) -> czekam aż zaschnie (oby szybko! ) -> zamaczam w substancji żrącej która reaguje z materiałem a nie reaguje z izolatorem(2)

Tym sposobem realizując na przemian kroki 1) i 2) dostałbym ciało które rośnie tam gdzie jest ciepło a kurczy się tam gdzie jest zimno (co w sumie jest całkiem biologiczną cechą, o co w poniekąd mi chodzi.)

Tylko czy teraz można prosić o sugestię takich materiałów/związków które w sumie wszystkie razem pozwoliłyby osiągnąć taki efekt?
w tym momencie to wydaje mi się, że główne "ciało stałe" mogłoby być w zasadzie wszystkim co łatwo przyrasta w swoim roztworze i zostaje "wyżarte" w jakimś rozpuszczalniku. Może jakaś forma plastiku? Co do izolatorów i pozostałych substancji to tutaj serio liczę na podpowiedzi...

Pozdrawiam

Ktoś Ci rozwiąże problem, a Ty to opatentujesz?

Rozumiem, że prawami do patentu też się podzielisz?

Ah KBrudlo nie wszystko się robi od tak i to nie jest takie proste a ty ciągle wymyślasz coraz trudniejsze kombinacje. Nawet jak ktoś by wymyślił to co chcesz zrobić (nie rozumiem co ty chcesz stworzyć) to to jest teoria i od prawdopodobnie nie osiągniesz tego co chcesz zrobić. I nie zapominaj ,że jak już będziesz chciał realizować kogoś pomysł to musisz jeszcze zainwestować w odczynniki i zabawa z kwasami bez wiedzy może nie skończyć się całkowicie dobrze. Odpuść sobie

Pit: Nie myślałem o patencie ale raczej o publikacji i jak to zacznie się jakoś składać to jasne, dopiszę do list autorów absolutnie wszystkich którzy dołożą swoją cegiełkę

Xyzabcvmc: Wiem, że czeka mnie długi projekt, (więc nie taki mały jak pisałem w tytule wątku) i będę zadowolony jeśli coś się z tego wykluje w okolicach 2024r.
Ale z mojego doświadczenia to właśnie tak się startuje takie projekty: zakładasz jakiś cel i krystalizujesz go aż do końca, po drodze budując kolejne stanowiska i wyszukując opcji na kolejne składniki.
Już po kilku dniach tego wątku na forum coś mi się wyklarowało. Mam nadzieję, że będzie się klarować dalej.
Na teraz projektuję stanowisko do ogrzewania i zamaczania elementu (bo takie musi raczej się wydarzyć) a równolegle będę się dowiadywał co robić dalej...
Tak by na końcu pokazali to w "Nature" xD

Publikacje są dobre dla naukowców, to fajna rzecz, ale pieniędzy z tego nie ma.

Jeśli chcesz podziałać biznesowo i zarobić na tym, to albo:

a) opracowujesz technologie w tajemnicy i pilnujesz jak oka w głowie. Nie zgłaszasz patentu i liczysz, że konkurencja prędko Cię nie rozpracuje.

b) zgłaszasz patent, wydajesz trochę kasy na to, ale masz zagwarantowaną ochronę na dany okres czasu.

Dla mnie ten temat jest dość głupawy. Chcesz od nas pomocy z doborem substancji chemicznych, materiałów itp. nie mówiąc o żadnych konkretach. To prawie jak próba trzaskania drzwiami jak się ma tylko obrotowe obok siebie, tak tutaj chcesz podgrzewać jakiś pręt/walec (bez podania średnic i długości oraz zakładanych wytrzymałości mechanicznych, termicznych i chemicznych), aby go częściowo pokryć tym samym materiałem.
Nikt z nas nie wie czy to będzie potem tylko powłoką funkcyjną, mechaniczną czy też ozdobną. Więc całość tematu jest zupełnie bezsensowna.

Cała ta dyskusja wygląda jak rozmowa dziecka z rodzicem:
- "tate tate, co się topi?"
- "lód"
- "a w wyższej temperaturze"
- "miedź"
- "a jaka temperaturę topnienia ma miedź ?"
- "1084 stopnie C"
- "eee nie to za dużo, chce czegoś między 100-500 stopni"
- "cynk ma 419"
- "a coś żółtego ? i plastycznego, do tego aby śpiewało melodyjki ?"
[ facepalm ]

Zastanów się co chcesz dokładnie osiągnąć. Wyjaśnij czemu chcesz element podgrzewać i w ten sposób go pokrywać, jak są setki lepszych metod kształtowania wyglądu i średnicy walców.
Wtedy dopiero wróć do nas, bo póki co ta dyskusja jest zupełnie jałowa i do niczego nie prowadzi.

Ok, rozumiem wasz punkt widzenia.
Postaram się więc być bardzo konkretny i wytłumaczyć wszystkie detale. Chętnych zapraszam na dłuższą lekturę (w punktach, dla uproszczenia).

-Kilka lat temu przerwałem doktorat pisany dookoła zjawiska adaptacji ludzkich kości.
-Ludzkie kości, tak samo jak wszystkie inne kości wzmacniają się gdy są poddawane naprężeniom i osłabiają się w okresach "lenistwa" (zmiennymi są tu zarówno czas jak i położenie fragmentu kości).
-To wzmacnianie polega na powstawaniu nowych "beleczek" wewnątrz kości (chętnych odsyłam na przekroju kości w googlach).
-Ale także na pogrubieniu beleczek już istniejących i usuwaniu niepotrzebnych (które być może były potrzebne w innych konfiguracjach naprężenia)
-To zjawisko udaje się całkiem nieźle symulować wirtualnie (czym się głównie zajmowałem)
-I obecna koncepcja wykorzystywania tego zjawiska opiera się głównie na tym, że modelujemy kształt wirtualnie (w jakimś 3D CAD) a potem puszczamy właściwy algorytm
-Na podobnych koncepcjach bazuje cała Optymalizacja Topologiczna i kilka innych systemów tworzenia wyjątkowo wytrzymałych i lekkich elementów.
-Ciekawscy mogą to znaleźć w elementach nośnych nowoczesnych samolotów i samochodów.
-Jednak sam system projektowania w ten sposób jest czasochłonny i trzeba go przeprowadzać dla każdego elementu od nowa.
-Co więcej, totalnie nie radzi sobie ze wszelkimi wadami materiałowymi i losową anizotropią.
-I tu wpadłem na pomysł, że skoro ten cały proces pierwotnie przebiegał (w kościach) bez komputerów i potem sam algorytm też w sumie symuluje zjawiska fizyczne to może uda się to zrobić od początku do końca "Hardware'owo"
-I teraz pojawia się cały patent (ale nie patent, bo tak jak pisałem, nie chcę tego jakoś patentować czy coś, chcę napisać o tym dobry artykuł naukowy).
-Każde uderzenie, naprężenie czy inne dostarczenie energii kinetycznej do ciała stałego powoduje wydzielenie się ciepła które jest właśnie formą nabytej wcześniej energii
-I to jest właśnie to ciepło o którym pisałem w poprzednich postach
-ciepło to przy jakimś uderzeniu rzecz jasna będzie pojawiać się przede wszystkim tam gdzie ciało nie może rozłożyć go na dużą powierzchnię (rozproszyć)
-dlatego pisałem o tym, że będzie ono rozłożone nierówno w obiekcie, będzie go najwięcej właśnie tam gdzie naprężenie będzie największe (po uderzeniu)
-I właśnie tam gdzie jest w obiekcie największe naprężenie tam jest największa potrzeba dołożenia materiału (by element nie uległ zniszczeniu przy kolejnym uderzeniu)
-Dlatego szukam materiału który po dostarczeniu ciepła i zanurzeniu we własnym roztworze wzbogaci się o dodatkową warstwę tam gdzie był nagrzany
-Ale ta powyższa część to tylko połowa optymalizacji, część addytywna
-pozostaje jeszcze druga część, gdzie pozbywamy się niepotrzebnego materiału (by obniżyć masę)
-niepotrzebny materiał w elemencie obciążonym mechanicznie to taki materiał który po dodaniu siły do elementu (np. uderzeniu) nie nagrzeje się (bo dosłownie znaczy to, że dany fragment ciała nie przenosi żadnych naprężeń)
-I o tym właśnie pisałem w przedostatnim moim poście, gdzie dołożyłem schemat procesu odwrotnego
-Finalnie powinna wyjść z tego sztuczna kość która sama będzie wiedzieć gdzie ma się wzmocnić a gdzie ma niepotrzebny, nabijający tylko masę, fragment.
-I sama będzie to robić dzięki naprzemiennemu uderzaniu (czy innemu nadawaniu naprężeń) i kąpieli w odpowiednich związkach chemicznych.
-I konstrukcja takiego stanowiska + artykuł to jest właśnie mój cel
-Do którego zapraszam wszystkich posiadających chęci i wiedzę niezbędną by mi pomóc
-Serio nie planuję z tego żadnego patentu, czy biznesu, mam dobrą pracę, rodzinę i pomysł na zupełnie inny biznes. Osobiście traktuję to raczej jako garażowe domknięcie kariery naukowej ...Ale jeśli zbierze się naprawdę solidny zespół, to why not?

Pozdrawiam

Prace nad sztucznymi kośćmi prowadzi (lub prowadził) m.in. wydział ceramiki na Krakowskim AGH, bodajże na katedrze związanej z materiałami kompozytowymi, więc imho najlepiej tam zasięgnij języka.

Kolejna sprawa z jaką siłą musiałaby być uderzona kość aby osiągnąć temperaturę np. 70 stopni C ? przy przewodnictwie cieplnym 0,3
Oczywiście rozumiem, że to nie mają być kości - w takim razie gdzie takie rozwiązanie chciałbyś zastosować ?

Trochę nie rozumiem też zastosowania czegoś takiego ? Jak by miałoby być zastosowane w jakiś pojazdach lub urządzeniach mechanicznych, lub nawet ciale człowieka, to dany element musiałby ciągle być otoczony substancją z której będzie się wzmacniał, po wzroście temperatury od uderzenia, a sama ciecz będzie rozpraszać siły kinetyczne.

Jak do projektowania np. klatek w bolidach samochodowych i wzmacniania ich - to szybciej zrobisz po prostu kamerę termo i będziesz nagrywać uderzenia klatki i sprawdzał gdzie elementy najbardziej przenoszą obciążenia (zwiększa się temperatura).

Dodatkowo tego typu technologia nie jest technologią "garażową", potrzebujesz odpowiednio wyposażonego labo wytrzymałościowego + labo chemiczno-technologicznego.

Kolejna sprawa: proces występuje w ciele człowieka - fajnie, ale ile trwa ? Dodatkowo wielu procesów które występują w ciele człowieka nie jesteśmy dalej w stanie odwzorować w labo czy tym bardziej w skali technicznej, a są to prostsze procesy jak np. produkcja krwii

Ok, to po kolei:
1. Pracę nad sztucznymi kośćmi o których piszesz dotyczą raczej tworzenia stopów przyjaznych dla tkanki ludzkiej, o finalnych właściwościach mechanicznych porównywalnych lub lepszych z ludzkimi kośćmi, dużo na teraz instytutów prowadzi takie badania, ale to zupełnie nie jest moim celem, nie chcę aplikować tej koncepcji w miejsce prawdziwych kości.

2. Tu masz rację, przewodnictwo cieplne musi być daleko wyższe niż 0,3, to po pierwsze, a drugie niekoniecznie musi być to jedno uderzenie, równie dobrze może być to seria 10,50 czy nawet 100 szybkich uderzeń następujących w przerwach zbyt krótkich na rozproszenie ciepła po poprzednim uderzeniu. Wtedy można budować temperatury aż do topnienia materiału. Trzeba tylko ustalić konieczną liczbę uderzeń i podpiąć "młotek" pod właściwy silnik elektryczny

3. Nie chcę by gotowy element był po założeniu do danej konstrukcji w jakimś zbiorniku, tam (w zbiorniku) będzie odbywała się tylko jego produkcja. Po zakończeniu produkcji i przetestowaniu na np:1000 uderzeń (co zajmie minutę przy silniku 1000 RPM) mamy gotowy produkt który umieszczamy np w skrzydle samolotu.

4. Koncepcja z kamerą termo jest spoko, ale to znowu angażuje dużo czasu i ludzkiej uwagi. Sam widziałem u siebie w pracy ile potrafią trwać takie pozornie proste pomiary. Tutaj przy szybkiej automatyzacji, wymuszonym osuszaniu itd można by, tak myślę, jakoś w przyszłości traktować taki proces na równi z frezowaniem (przy odpowiednio skonstruowanym stanowisku).

5.W ujęciu przemysłowym masz rację, trzeba by pewnie solidnego nakładu, ale żeby uzyskać konkretny efekt w długim czasie nawet, wystarczający do publikacji, no to chyba wystarczy garaż. Nawet jeśli jedna iteracja tego procesu miałaby trwać cały dzień, (jakieś ręczne nakładanie warstw etc) to po roku dostajemy 365 iteracji. Efekt powinien się już klarować a jestem gotów poświęcić ten czas